"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 E N rcIZ
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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。 Y_<-.?jf
G8&/Ic
一、发现了什么? g'AxJ
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。
<Hr~|oG
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-^C6~
$!$,cKPl5
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v &dG^ M2g-F
.................................. %-woaj
/2'l=R5#
6 type offset target &2bqL!k
BASE 060a seg 2 offset 0000 "7Z-ACyF5
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS *x:*Q \|
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES mKsJ[)#.
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) ~REfr}0
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) [2PPa9F
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) HR;I}J 9
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) _2TL>1KZt
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) 24u_}ZQzY
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) 55FRPNx-x
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) sC A
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) qrf90F)
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) szCB}WY
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) IN75zn*%
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) Tje(hnN
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) -3u ;U,}
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) 4]#$YehM5
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) 7,zE?KG /
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) wYr*('uT
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) 5^K\<+{~B
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) {&J~P&,k
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) e%EO/ 2"
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) msY6zJc`
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) c:[ZknnCe
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE S_TD o
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) m(D+!I9
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) Y]tbwOle
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) 1|m%xX,[
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) RO@=&3s
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) hd]ts.
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) R?IRE91 :
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) p| ?FA@ 3
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) 0Py*%}r1
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) w+wtr[;wwL
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) d<6m_!L
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) CXi[$nF3
bjo}95
35 relocations 9s1^hW2%Q
d^f rKPB
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) *%Fu/
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 5+Ao.3Xn
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。 }[R-)M
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。 Ra"hdxH
{A'*3(8
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 >7PNl\=gG
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 K?Sy?Kz
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。 dyk(/#*7W
主要的三个模块,有如下的关系: .)SR3?
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 f!#+cM
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 +w-J;GLSy
·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。 }*C*!?pcd
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。 3I(;c ,S
以GDI模块为例,运行结果如下: K:^0*5Y-k
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe skBD2V4
fY6~Z
BvK
Exports: 0?}n( f!S
&36SX<vZ
rd seg offset name R1*4
............ B%tWi
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data i4]oE&G
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data ]x{.qTtw
............ r?IBmatK/
e,,O
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。 ^,,}2dsb>
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。 [Ky3WppR
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: x
FWhr#5,
6 type offset target 4v`IAR?&K;
Nk<^ Qv
.......... D$7#&2y
78Du
PTR 0442 imp GDI.351 @Ns[qn;9
X^Z!!KTH
.......... z DU=2c4W9
loO"[8i.k
就表明,在本段的0442H偏移处,调用了GDI的第351号函数。如果在0442H处是0000:FFFF ,表示本段内仅此一处调用了GDI.351函数;否则,表明了本段内还有一处调用此函数,调用的位置就是0442H处所指向的内容,实际上重定位表只含有引用位置的链表的链头。那么,GDI. 351是一个什么函数呢?用EXEHDR对GDI.EXE作一分析,就可得出,在GDI的出口(Export)函数中,第351号是ExtTextOut。 L SP p
这样,我们在EXEHDR这一简单而非常有用的工具帮助下,已经在Windows的浩瀚海洋中畅游了一会,下面让我们继续深入下去。 1`YU9?
Z %Ozzp/
三、动态汉化Windows原理 |q58XwU `
我们知道,传统的汉化Windows的方法,是要直接修改Windows的显示、输入、打印等模块代码,或用DDK直接开发"中文设备"驱动模块。这样不仅工作量大,而且,系统的完备性很难保证,性能上也有很多限制(早期的长青窗口就是如此),所以只有从内核上修改Windows核心代码才是最彻底的办法。 </WeB3#6
从Windows的模块调用机制,我们可以看到,Windows实际上是由包括在KERNEL、GDI、US ER等几个模块中的众多函数支撑的。那么,修改其中涉及语言文字处理的函数,使之能适应中文需要,不就能达到汉化目的了吗? xDGS`o_w_
因而,我们可以得出这样的结论:在自己的模块中重新编写涉及文字显示、输入的多个函数,然后,将Windows中对这些函数的引用,改向到自己的这些模块中来。修改哪些函数才能完成汉化,这需要深入分析Windows的内部结构,但CHINESE.DLL已明确无误地告诉了我们,在其数据段的重定位表中列出的引用函数,正是CStar修改了的Windows函数!为了验证这一思路, 我们利用RichWin作一核实。 Fs].Fa
用EXEHDR分析GDI.EXE,得出ExtTextOut函数在GDI的第一代码段6139H偏移处(不同版本的Windows其所在代码段和偏移可能不一样)。然后,用HelpWalk(也是Microsoft Visual C+ +开发工具中的一个)检查GDI的Code1段,6139H处前5个字节是 B8 FF 05 45 55,经过运行Ri chWin 4.3 for Internet后,再查看同样的地方,已改为 EA 08 08 8F 3D。其实反汇编就知道,这5个字节就是 Jmp 3D8F:0808,而句柄为0x3D8F的模块,用HelpWalk能观察正是RichWin 的WSENGINE.DLL的第一代码段( 模块名为TEXTMAN)。而偏移0808H处 B8 B7 3D 45 55 8B E C 1E,正是一个函数起始的地方,这实际上就是RichWin所重改写的ExtTextOut函数。退出Ri chWin后,再用HelpWalk观察GDI的Code1代码段,一切又恢复正常!这与前面的分析结论完全吻合!那么,下一个关键点就是如何动态修改Windows的函数代码,也就是汉化Windows的核心——"陷阱"技术。 vbVOWX6
xM(H4.<
四、"陷阱"技术 E5$]0#jB
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。 ?3p7MjvZ
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: ;AE-=/<
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; p[(I5p:L
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。 tq}45{FH3
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: jn:_2g[
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); |K"Q>V2y
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 ZZ7qSyBs?
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): 7/
?QZN
*(lpStr+wOffset) =0xEA; i'7+
?YL
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。 Qr9;CVW
//源程序 relocate.c y TD4 Func.lpFarProcWindows ); <;6{R#Tuh
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); {]< G=]'
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); "FWx;65CR
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); ,|{`(y/v
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 /{\ /e"5
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); ,^1zG
lpStr=GlobalLock(hMemData); mK[Z#obc=
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); RZzHlZ
//保存原函数要替换的头几个字节 n7cy[%yT
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); Zgo~"G
Func.lOld=*lpLong; IHni1
*(lpStr+wOffset)=0xEA; Gv_~@MN
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; wQSye*ec
GlobalUnlock(hMemData); } #rTUX
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); Q$c6l[(g
//将保留的内容改回来 )1uiY
f&k
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); e@Lxduq
lpStr=GlobalLock(hMemData); =~GP;=6
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); (Jk&U8y
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; q(6.VU@
*lpLong=Func.lOld; n^Ca?|}
,
GlobalUnlock(hMemData); Y%.o
TB&
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); x#J9GP.
return 1; OT%E|) 6'
} wqb4w7%
z3jkxWAZ
//自己的替代函数 6^ wI^`NI
X0VSa{
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* U!aM63F3
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) V4n~Z+k
{ GtVT^u_
BYTE NameDot[96]= H#~gx_^U
{ ,~1'L6Ri?
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, L"qJZU
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, dU$VRgP/
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, ; :P4~R
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, eQuu\/z*H
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, 5#,H&ui\
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, Vxh39eW
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, ]YgR
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, >R+-mP!nj
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, {^WK#$]
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 RdYmh>c
}; EtKq.<SJ
+/~]fI
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; 2R[v*i^S
HDC hMemDC; /jG?PZ=m
BYTE far *lpDot; }a7d(7
int i; mn7I# ~
for ( i=0;i<3;i++ ) UK
':%LeL
{ ]n!V
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; Mu\V3`j
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); T/_u;My;
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); BJj'91B[d
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); H9mN nZ_k
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); i]v3CY|3AI
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); }QFL
DeleteDC(hMemDC); YThVG0I =
DeleteObject(hBitmap); 1dQAo1
} qGk.7wf%
return TRUE; nTeA=0 4
} @dWA1tM
DYf QlA
//模块定义文件 relocate.def :_8K8Sa
g3:@90Ba
NAME RELOCATE A{+/$7vek
EXETYPE WINDOWS (a[BvJf
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE @t%da^-HS"
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE <=4$.2ym
HEAPSIZE 1024 uY]';OtG
EXPORTS 7=P)` @
4uXGpsL
五、结束语 K4Q{U@ZJ
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。