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动态汉化Windows技术的分析

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"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 M[KYt"v  
8iN@n8O  
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。 ?/24-n  
F1&7m )f$l  
一、发现了什么? #L xfE<^  
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。 $ Bdxu  
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): a`S3v  
_Uu p*#m  
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v >I9|N}I  
.................................. 2Q[q)u  
`}*jjnr"  
6 type   offset target )-S;j)(+  
BASE   060a seg   2 offset 0000 T%1Kh'92  
PTR   047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS H^8t/h  
PTR   059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES q??N,  
PTR   0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) Ox+}JB [  
PTR   0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) ( ALsc@K  
PTR   04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) `-<m#HF:)d  
PTR   04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) Bt"*a=t;  
PTR   04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) ]`eJSk.  
PTR   05f5 imp USER.430   ( LSTRCMP ) N"/be  
PTR   04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) juBzpQYj  
PTR   0514 imp USER.431   ( ANSIUPPER ) vz'<i. Yv4  
PTR   0523 imp USER.432   ( ANSILOWER ) L'}^Av_+  
PTR   05aa imp GDI.56     ( CREATEFONT ) 4I3)eS%2  
PTR   056e imp USER.433   ( ISCHARALPHA ) 2T}FX4'  
PTR   05b9 imp GDI.57     ( CREATEFONTINDIRECT ) *mfPq"/  
PTR   057d imp USER.434   ( ISCHARALPHANUMERIC ) xwu,<M v `  
PTR   049c imp USER.179   ( GETSYSTEMMETRICS ) WvHy}1W  
PTR   0550 imp USER.435   ( ISCHARUPPER ) IR<*OnKn  
PTR   055f imp USER.436   ( ISCHARLOWER ) nF{>RD  
PTR   0532 imp USER.437   ( ANSIUPPERBUFF ) 1Yy*G-7}  
PTR   0541 imp USER.438   ( ANSILOWERBUFF ) dF0:'y  
PTR   05c8 imp GDI.69     ( DELETEOBJECT ) Kw,ln<)2  
PTR   058c imp GDI.70     ( ENUMFONTS ) }#9 |au`  
PTR   04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE T!gq Z  
PTR   05d7 imp GDI.82     ( GETOBJECT ) ^HNccr  
PTR   048d imp KERNEL.74   ( OPENFILE ) 0vdnM8N2  
PTR   0460 imp GDI.91     ( GETTEXTEXTENT ) *Y- rEF>  
PTR   05e6 imp GDI.92     ( GETTEXTFACE ) j:'!P<#  
PTR   046f imp GDI.350   ( GETCHARWIDTH ) r2>y !Q?  
PTR   0442 imp GDI.351   ( EXTTEXTOUT ) \DRYqLT`  
PTR   0604 imp USER.471   ( LSTRCMPI ) F` ]s  
PTR   04f6 imp USER.472   ( ANSINEXT ) ~aRcA|`  
PTR   0505 imp USER.473   ( ANSIPREV ) 7\JA8mm  
PTR   0424 imp USER.108   ( GETMESSAGE ) s&Qil07 Vl  
PTR   0433 imp USER.109   ( PEEKMESSAGE ) C~:!WRCz  
iVb#X#  
35 relocations )lB*] n`Z]  
_JXb|FIp  
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) -Hu]2J)  
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 g;<_GL  
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。 ut;KphvSH  
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。 PVUNi: h  
X.<2]V7!  
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 nv"D  
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 ?c# v'c^=h  
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。 4p_@f^v~QH  
主要的三个模块,有如下的关系: HH,G3~EBF  
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 >rzpYc'~w  
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。  S]&7  
·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。 ;gv9J [R  
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。 AJ-~F>gn  
以GDI模块为例,运行结果如下: <D{_q.`vA  
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe +G>;NiP_  
Gzu $  
Exports: t!}?nw%$  
Y4n; [nHQ(  
rd seg offset name ~yuj;9m3  
............ ppo\cy;  
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data OX/}j_8E^(  
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data OPwO`pN  
............ {"w4+m~+te  
L~xzfO  
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。 bLi>jE.%.  
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。 'Z(4Wuwb  
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: =8)q-{p3  
6 type offset target <y5f[HjLy  
 `jB2'  
.......... B|+tK  
S)d_A  
PTR 0442 imp GDI.351 rJl'+Ae9N|  
Gn%gSH/  
.......... [sH[bmLR  
JK9}Kb};  
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。 {BKr/) H  
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。 H&zhYKw  
S vR? nN|  
三、动态汉化Windows原理 XDi[Iyj  
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。 ZICcZG_y  
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? {,rVA(I@  
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。 Nm]\0m0p-  
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。 fr<, LC.  
9K F`9Y  
四、"陷阱"技术 $di8#O*  
讨论"陷阱"技术,还要回到前面的两个发现。发现之二,已能解释为修改的Windows函数,而发现之一却仍是一个迷。 S\O6B1<:  
数据段存放的是变量及常量等内容,如果这里面包含有重定位信息,那么,必定要在变量说明中将函数指针赋给一个FARPROC类型的变量,于是,在变量说明中写下: z!6:Dt6^  
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; p6'wg#15  
果然,在自己程序的数据段中也有了重定位信息。这样,当程序调入内存时,变量FarPro cFunc已是函数ExtTextOut的地址了。 *S@0o6v  
要直接修改代码段的内容,还遇到一个难题,就是代码段是不可改写的。这时,需要用到一个未公开的Windows函数AllocCStoDSAlias,取得与代码段有相同基址的可写数据段别名, 其函数声明为: mf)o1O&B  
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); &D 4Ci_6k  
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 _GK3]F0  
Windows中函数地址是32位,高字节是其模块的内存句柄,低字节是函数在模块内的偏移。将得到的可写数据段别名句柄锁定,再将函数偏移处的5个字节保留下来,然后将其改为转向替代函数(用 EA Jmp): 4l*4w x""v  
*(lpStr+wOffset) =0xEA; N2^B  
四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家广为熟知的汉化Windows产品,"陷阱"技术即动态修改Windows代码,一直是其对外宣称的过人技术。本文从Windows的模块调用机制与重定位概念着手,介绍了"陷阱"技术的实现,并给出了采用"陷阱"技术动态修改Windows代码的示例源程序。 H|iY<7@  
//源程序 relocate.c g+98G8 R  
*"D8E^9  
#include <WINDOWS.H> enGjom  
#include <dos.h> -dn\*n5  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); h .Iscr^~  
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); =a .avOZ  
typedef struct tagFUNC ^J=l]  l  
{ xPi/nWl`|  
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 vc_ 5!K%[  
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 e.|_=Gd2/  
BYTE   bOld;     //保存原函数第一字节 Sy<s/x^`  
LONG   lOld;     //保存原函数接后的四字节长值 4W''j[Y/  
}FUNC; ,,>b=r_r&  
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; V5{^R+_)Ya  
//Windows主函数 8Dq;QH}  
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) 0FV?By  
{ LGm>x  
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 -a[] #v9  
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 v*7lJNN.  
WORD   wOffset;   //函数偏移 ?Q)z5i'g#  
LPSTR lpStr; eY1$s mh t  
LPLONG lpLong; HwH Wi  
char   lpNotice[96]; n8eR?'4  
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); uI I:Y{G  
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); 0#rv.rJ{  
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); !be6}  
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); %?3\gFvBo  
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 $(6 .K-D  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); LA.xLU3  
lpStr=GlobalLock(hMemData); 6%B5hv24v  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); lll]FJ1  
//保存原函数要替换的头几个字节 H0 YxPk)  
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); kgvB80$4  
Func.lOld=*lpLong; I~$LIdzw  
*(lpStr+wOffset)=0xEA; ,/;mK_6  
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; U8z$=W o  
GlobalUnlock(hMemData); I%NPc4p  
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); |6pNe T[  
//将保留的内容改回来 ec4jiE  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); 7lvUIc?krW  
lpStr=GlobalLock(hMemData); l ^*GqP5  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); /IS j0"/$  
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; ?N,'1I  
*lpLong=Func.lOld; Uk02VuS  
GlobalUnlock(hMemData); jy] hP?QG  
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); Dm j^aFB0|  
return 1; F-)lRGw  
} < }3c%Q1  
[9WtoA,kx  
//自己的替代函数 6.Nu[-?  
>a;^=5E  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR*  h7-!q@  
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) .oq!Ys4KA  
{ bqXCe\#  
BYTE NameDot[96]= AFWcTz6#d  
{ lGI5  
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, 6s833Tmb&r  
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, 7R mL#f`  
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, av(d0E}}b  
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, D@yg)$;z  
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, yWACI aj  
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, HV`{YuP  
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, -}m#uUqI  
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, 4'W|'4'b  
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, p1Q[c0NMK  
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 nBd!296  
}; u, %mVd  
X3DXEeBEL  
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; v2dCkn /  
HDC   hMemDC; ?gb"S,  
BYTE far *lpDot; kyQ%qBv ^  
int   i; uD&!]E3  
for ( i=0;i<3;i++ ) \fphM6([RK  
{ \#[W8k<Z  
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; )>atoA  
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); EdA_Hf  
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); #dDsI]E )  
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); ~(tZW  
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); K h9$  
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); : z^ p s0  
DeleteDC(hMemDC); 5#.uA_Fov  
DeleteObject(hBitmap); 2,O-/A;tW*  
} TR,,=3n  
return TRUE; J_s?e#s  
} =z]&E 78Y  
K,[g<7X5  
//模块定义文件 relocate.def 2*Uwp; 0  
O`O{n_o^u  
NAME     RELOCATE aC>r5b#:  
EXETYPE   WINDOWS TRrO-  
CODE     PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE .9Bimhc6K  
DATA     PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE e0HG"z4  
HEAPSIZE 1024 PKR0y%Ar  
EXPORTS "_ b Sy  
PNXZ3:W  
五、结束语 J.:"yK""  
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。
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