"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 4b2d(x)0X
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四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家广为熟知的汉化Windows产品,"陷阱"技术即动态修改Windows代码,一直是其对外宣称的过人技术。本文从Windows的模块调用机制与重定位概念着手,介绍了"陷阱"技术的实现,并给出了采用"陷阱"技术动态修改Windows代码的示例源程序。 @L3XBV2
ODxZO3
一、发现了什么? 4nsJZo#S/
笔者多年来一直从事Windows下的软件开发工作,经历了Windows 2.0 、 3.0 、3.1 ,直至Windows 95、NT的成长过程,也遍历了长青窗口、长城窗口、DBWin、CStar、RichWin等多个Windows汉化产品。从现在看来,影响最大也最为成功的,当推四通利方的RichWin;此外,中文之星CStar与RichWin师出一门,其核心技术自然也差不多。其对外宣传采用独特的"陷阱" 技术即动态修改Windows代码,一直是笔者感兴趣的地方。 e2O6q05 ?Q
EXEHDR是Microsoft Visual C++开发工具中很有用的一个程序,它可以检查NE(New-Exe cutable)格式文件,用它来分析RichWin的WSENGINE.DLL或CStar的CHINESE.DLL,就会发现与众不同的两点(以CStar 1.20为例): I%3[aBz4
j,k3]bP
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v a `R%\@1
.................................. 7Z6=e6/\
dkC[SG`
6 type offset target 3v8LzS3@
BASE 060a seg 2 offset 0000 FH~:&;
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS h[mT4e3c
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES UT<e/
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) .{V"Gn9!
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) \R#SoOd
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) MR#*/Iw~
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) npdljLN
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) G*CPj^O
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) gQn%RPMh
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) oW3"J6,S
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) 'UX.Q7W
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) {X!OK3e
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) ']M/'CcM
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) EgjJywNhd2
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) p#@ #$u-
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) jf9+H!?^N
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) y{ur'**l
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) en<~_|J
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) N,(!
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) :X0L6y)u
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) p`"k=tZ{
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) aB,-E>+
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) 5'zXCHt
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE }Le]qR9Y]
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) U$OZkHA[
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) 39X~<\&'
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) R;< q<i_l
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) 2Rk}ovtD[
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) s2<!Zb4
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) Zy}tZ RG
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) Un6R)MVT
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) 2JfSi2T
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) n7Ao.b%uk-
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) SMN.AJ
J
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) KgL!~J
q/i2o[f'n
35 relocations QNNURf\[(
-#v~;Ci
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) Vb0T)C
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 y9:4n1fg
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 =X$ ieXq|
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 owAO&"C
}p)K6!J0
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 @oXGa>Ru
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 D-gH_ff<]9
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 IG^@VQ%
主要的三个模块,有如下的关系: iGyetFqKw
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 jP+yN|
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 28MMH
Q
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 &2tfj(ms
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 TKDG+`TyZ
以GDI模块为例,运行结果如下: 7N$2N!I(
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe (V{/8%mWc
8Y($ F2
Exports: eADCT
8w0~2-v.?V
rd seg offset name %8'8XDq^8
............ cn'>dz3v
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data m:H^m/g
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data m^A2
8X7
............ 1Viz`y)^
-,J<X\
至此,读者已能从Windows纷繁复杂的系统中理出一些头续来。下面,再引入一个重要概念——重定位。 {2\Y%Y'}*
一个Windows执行程序对调用API函数或对其它动态库的调用,在程序装入内存前,都是一些不能定位的动态链接;当程序调入内存时,这些远调用都需要重新定位,重新定位的依据就是重定位表。在Windows执行程序(包括动态库)的每个段后面,通常都跟有这样一个重定位表。重定位包含调用函数所在模块、函数序列号以及定位在模块中的位置。 R<|\Z@z
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: ].d2C J'
6 type offset target -C=0Pg]ga
`[/#,*\
.......... <L}@p8Lq
?
wS}'
PTR 0442 imp GDI.351 :j\7</uu
&jqaW2
.......... )x.%PUA
iU)I"#\l'k
就表明,在本段的0442H偏移处,调用了GDI的第351号函数。如果在0442H处是0000:FFFF ,表示本段内仅此一处调用了GDI.351函数;否则,表明了本段内还有一处调用此函数,调用的位置就是0442H处所指向的内容,实际上重定位表只含有引用位置的链表的链头。那么,GDI. 351是一个什么函数呢?用EXEHDR对GDI.EXE作一分析,就可得出,在GDI的出口(Export)函数中,第351号是ExtTextOut。 T ,lM(2S[
这样,我们在EXEHDR这一简单而非常有用的工具帮助下,已经在Windows的浩瀚海洋中畅游了一会,下面让我们继续深入下去。 }3Es&p$9
\6b~$\~B
三、动态汉化Windows原理 u$nzpw0=H
我们知道,传统的汉化Windows的方法,是要直接修改Windows的显示、输入、打印等模块代码,或用DDK直接开发"中文设备"驱动模块。这样不仅工作量大,而且,系统的完备性很难保证,性能上也有很多限制(早期的长青窗口就是如此),所以只有从内核上修改Windows核心代码才是最彻底的办法。 6!<I'M'[e
从Windows的模块调用机制,我们可以看到,Windows实际上是由包括在KERNEL、GDI、US ER等几个模块中的众多函数支撑的。那么,修改其中涉及语言文字处理的函数,使之能适应中文需要,不就能达到汉化目的了吗? "Y&I#&$b\
因而,我们可以得出这样的结论:在自己的模块中重新编写涉及文字显示、输入的多个函数,然后,将Windows中对这些函数的引用,改向到自己的这些模块中来。修改哪些函数才能完成汉化,这需要深入分析Windows的内部结构,但CHINESE.DLL已明确无误地告诉了我们,在其数据段的重定位表中列出的引用函数,正是CStar修改了的Windows函数!为了验证这一思路, 我们利用RichWin作一核实。 [&lK.?V)
用EXEHDR分析GDI.EXE,得出ExtTextOut函数在GDI的第一代码段6139H偏移处(不同版本的Windows其所在代码段和偏移可能不一样)。然后,用HelpWalk(也是Microsoft Visual C+ +开发工具中的一个)检查GDI的Code1段,6139H处前5个字节是 B8 FF 05 45 55,经过运行Ri chWin 4.3 for Internet后,再查看同样的地方,已改为 EA 08 08 8F 3D。其实反汇编就知道,这5个字节就是 Jmp 3D8F:0808,而句柄为0x3D8F的模块,用HelpWalk能观察正是RichWin 的WSENGINE.DLL的第一代码段( 模块名为TEXTMAN)。而偏移0808H处 B8 B7 3D 45 55 8B E C 1E,正是一个函数起始的地方,这实际上就是RichWin所重改写的ExtTextOut函数。退出Ri chWin后,再用HelpWalk观察GDI的Code1代码段,一切又恢复正常!这与前面的分析结论完全吻合!那么,下一个关键点就是如何动态修改Windows的函数代码,也就是汉化Windows的核心——"陷阱"技术。 wi2`5G6|z
^z?b6kTC
四、"陷阱"技术 v rs
讨论"陷阱"技术,还要回到前面的两个发现。发现之二,已能解释为修改的Windows函数,而发现之一却仍是一个迷。 Hm-#Mpw
数据段存放的是变量及常量等内容,如果这里面包含有重定位信息,那么,必定要在变量说明中将函数指针赋给一个FARPROC类型的变量,于是,在变量说明中写下: 5!c/J:z
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; X=)V<2WO
果然,在自己程序的数据段中也有了重定位信息。这样,当程序调入内存时,变量FarPro cFunc已是函数ExtTextOut的地址了。 bLc5$U$!I
要直接修改代码段的内容,还遇到一个难题,就是代码段是不可改写的。这时,需要用到一个未公开的Windows函数AllocCStoDSAlias,取得与代码段有相同基址的可写数据段别名, 其函数声明为: CoN[Yf3\
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); Al$z.i?R
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 oi #B7
Windows中函数地址是32位,高字节是其模块的内存句柄,低字节是函数在模块内的偏移。将得到的可写数据段别名句柄锁定,再将函数偏移处的5个字节保留下来,然后将其改为转向替代函数(用 EA Jmp): wuqe{?
*(lpStr+wOffset) =0xEA; ]!hjKu"
四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家广为熟知的汉化Windows产品,"陷阱"技术即动态修改Windows代码,一直是其对外宣称的过人技术。本文从Windows的模块调用机制与重定位概念着手,介绍了"陷阱"技术的实现,并给出了采用"陷阱"技术动态修改Windows代码的示例源程序。 ]S2rqKB
//源程序 relocate.c )2f#@0SVL
SB62(#YR
#include <WINDOWS.H> _"8n&=+
#include <dos.h> 'E|%l!xO
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); E|O&bUMh
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); At7!Pas#@g
typedef struct tagFUNC ]N>ZOV,>
{ #:)'D?,
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 )V1XL
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 t@%w:*&
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 ^~4]"J};M
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 N?\X2J1
}FUNC; (Y1*Bs[l
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; <A3%182
//Windows主函数 ni;_Un~
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) K~(RV4oF8B
{ ~f<']zXv
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 g )hEzL0k
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 [ 8Ohg
WORD wOffset; //函数偏移 /!6 'K
LPSTR lpStr; 3.&BhLT
LPLONG lpLong; x9lA';})
char lpNotice[96]; AL]gK)R
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); .$U,bE
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); QV|6"4\
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); JPI%{@Qc^
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); 6 @f>
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 vs@d)$N
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); .S` q2C\
lpStr=GlobalLock(hMemData); :V/".K-:J
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); `z!AjAT-G
//保存原函数要替换的头几个字节 z'L0YqXG/
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); ~Ntk-p
Func.lOld=*lpLong; T3w%y`K
*(lpStr+wOffset)=0xEA; *C*J1JYp+
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; DB}Uzw|
GlobalUnlock(hMemData); 6-U_TV
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); 9q;O`&
//将保留的内容改回来 !BQt+4G7
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); (5T>`7g8
lpStr=GlobalLock(hMemData); 2?,Jn&i5
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); m6Dm1'+
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; Tmg C {_
*lpLong=Func.lOld; r)<A YX]J
GlobalUnlock(hMemData); OUv )`K
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); P\"kr?jZP
return 1; SioeIXU
} h.<f%&)F
d`sZ"8}j
//自己的替代函数 vC]X>P5 Px
*byUqY3(
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* i?T-6{3I
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) Q 3WD!Z8y
{ cU;Bm}U
BYTE NameDot[96]= w2B)$u
{ wNa5qp
0
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, =!TUf/O-
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, L>Y+}]~
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, ?P9aXwc
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, f)sy-o!
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, .; MS78BR
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, 1RAkqw<E
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, f+e"`80$*C
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, 1W|jC
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, d1~#@6CIz
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 .@ H:P
}; pGie!2T E
'54\!yQ<{
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; !vz'zy)7
HDC hMemDC; HLyAzB~r
BYTE far *lpDot; rm-d),Zt
int i; cAR
`{%b
for ( i=0;i<3;i++ ) :Xw|v2z%3
{ -2.7Z`*(
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; jKUEs75]
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); :zL)O
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); Xi="gxp$%
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); Ip8ml0oG
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); Nd0tR3gi7
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); Nm)3
DeleteDC(hMemDC); q1ysT.{p,
DeleteObject(hBitmap); )zL@h
} dGZie.Zx
return TRUE; o2fih%p?1
} }aWy#Oe
a>j}@8[J
//模块定义文件 relocate.def ]B/>=t"E
_H$Lu4b)N
NAME RELOCATE hjL;B'IL
EXETYPE WINDOWS hBU)gP75
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE w =GMQ8
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE 'z}
t= ?
HEAPSIZE 1024 0U=wGIO
EXPORTS $N?8[
O:?3B!wF
五、结束语 ;yNc7Vl
本文从原理上分析了称为"陷阱"技术的动态汉化Windows方法,介绍了将任一Windows函数调用改向到自己指定函数处的通用方法,这种方法可以拓展到其它应用中,如多语种显示、不同内码制式的切换显示等。