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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 5YC56,X  
FO_nS   
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。 PZNo.0M70  
vbqI$F[s  
一、发现了什么? w?C _LP  
笔者多年来一直从事Windows下的软件开发工作,经历了Windows 2.0 、 3.0 、3.1 ,直至Windows 95、NT的成长过程,也遍历了长青窗口、长城窗口、DBWin、CStar、RichWin等多个Windows汉化产品。从现在看来,影响最大也最为成功的,当推四通利方的RichWin;此外,中文之星CStar与RichWin师出一门,其核心技术自然也差不多。其对外宣传采用独特的"陷阱" 技术即动态修改Windows代码,一直是笔者感兴趣的地方。 )g:UH Ns  
EXEHDR是Microsoft Visual C++开发工具中很有用的一个程序,它可以检查NE(New-Exe cutable)格式文件,用它来分析RichWin的WSENGINE.DLL或CStar的CHINESE.DLL,就会发现与众不同的两点(以CStar 1.20为例): [2 2IF  
="@W)"r  
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v 1?(BWX)7  
.................................. Qu!\Cx@  
<tf4j3lwH  
6 type   offset target {9;~xxTo  
BASE   060a seg   2 offset 0000 v7Knu]  
PTR   047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS <ofXNv;`  
PTR   059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES X$ /3  
PTR   0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) dr~MyQ  
PTR   0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) GOJi/R.{  
PTR   04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) m8 0+b8b  
PTR   04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) \2_>$:UoV  
PTR   04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) edGV[=]F  
PTR   05f5 imp USER.430   ( LSTRCMP ) TzPx4L6?  
PTR   04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) j`,;J[Zd`h  
PTR   0514 imp USER.431   ( ANSIUPPER ) H xb{bF  
PTR   0523 imp USER.432   ( ANSILOWER ) ;T#t)oV  
PTR   05aa imp GDI.56     ( CREATEFONT ) k%hD<_:p  
PTR   056e imp USER.433   ( ISCHARALPHA ) E|97zc  
PTR   05b9 imp GDI.57     ( CREATEFONTINDIRECT ) P|h<|Gcp  
PTR   057d imp USER.434   ( ISCHARALPHANUMERIC ) OOl{  
PTR   049c imp USER.179   ( GETSYSTEMMETRICS ) Da-F(^E  
PTR   0550 imp USER.435   ( ISCHARUPPER ) kUP[&/Lc  
PTR   055f imp USER.436   ( ISCHARLOWER ) Pdf_{8 r  
PTR   0532 imp USER.437   ( ANSIUPPERBUFF ) sB0+21'R  
PTR   0541 imp USER.438   ( ANSILOWERBUFF ) ?jqZeO#W7  
PTR   05c8 imp GDI.69     ( DELETEOBJECT ) ivoPl~)J  
PTR   058c imp GDI.70     ( ENUMFONTS ) ~e{2Y%  
PTR   04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE *!Am6\+  
PTR   05d7 imp GDI.82     ( GETOBJECT ) yp@mxI@1  
PTR   048d imp KERNEL.74   ( OPENFILE ) $k'f)E  
PTR   0460 imp GDI.91     ( GETTEXTEXTENT ) {!N4|  
PTR   05e6 imp GDI.92     ( GETTEXTFACE ) &=HM}h  
PTR   046f imp GDI.350   ( GETCHARWIDTH ) #cdLg-v  
PTR   0442 imp GDI.351   ( EXTTEXTOUT ) d.2b7q09  
PTR   0604 imp USER.471   ( LSTRCMPI ) ) V@qH]  
PTR   04f6 imp USER.472   ( ANSINEXT ) }S#.Pw%  
PTR   0505 imp USER.473   ( ANSIPREV ) ATnD~iACY  
PTR   0424 imp USER.108   ( GETMESSAGE ) Jk{>*jYk`  
PTR   0433 imp USER.109   ( PEEKMESSAGE ) 3BY/&'oX  
q/;mxq$  
35 relocations v[Q)cqj/  
(R6ZoBZ  
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) E*(Q'p9C  
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 GGJ_,S*  
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。 K"}Dbr  
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。  \W=  
_ <>+Dk&  
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 cYbO)?mC_  
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 h=D*  
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。 I]k'0LG*^  
主要的三个模块,有如下的关系: {_q2kk  
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 Phb<##OB  
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 N23s{S t  
·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。 n|,Es!8:o  
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。 XX6&% 7(  
以GDI模块为例,运行结果如下: 7PQedZ<\  
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe @=;6:akz`  
2Cr+Z(f  
Exports: W!X#:UM)  
c U{LyZp  
rd seg offset name r#Pd@SV  
............ 8U;!1!+ 7)  
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data {;p /V\   
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data vi5~Rd`  
............ 5Q%#Z L/'  
Y\op9 Fw  
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。 E_H1X'|qS4  
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。 qL'3MY.!  
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: W2<X 5'  
6 type offset target I?fE=2}9  
c<H4rB  
.......... 3zl!x  
_p_F v>>:  
PTR 0442 imp GDI.351 3/[=  
#e|eWi>  
.......... iEU(1?m2-  
Etl7V  
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。 '@fk(~|  
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。 &>s(f-\8  
AoR`/tr,  
三、动态汉化Windows原理 &a|oJ'clz  
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。 TM"-X\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? <=zGaU,  
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。 #zy%B  
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。 0)P18n"$  
C$tSsw?A  
四、"陷阱"技术 ':>B %k  
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。 hCDI;'ls  
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: YLCwo]\+>  
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; a6]!4  
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。 sW]n~kTt'  
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: nuCK7X  
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); \O0fo^+U,,  
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 r[,KE.^6~#  
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): @"~\[z5  
*(lpStr+wOffset) =0xEA; G` 8j ^H,  
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。 r]E$uq bR  
//源程序 relocate.c c3}}cFe  
)a}5\V  
#include <WINDOWS.H> )R|7> 97  
#include <dos.h> a>kD G <.A  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); i]YQq!B  
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); n-=\n6"P  
typedef struct tagFUNC $bo^UYZ6  
{ /F4:1 }  
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 >u4e:/5]  
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 l~=iUZW<  
BYTE   bOld;     //保存原函数第一字节 :rj78_e9  
LONG   lOld;     //保存原函数接后的四字节长值 7'8O*EoB'  
}FUNC; -m @s 9k  
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; m!2Dk#t  
//Windows主函数 C{ti>'"V  
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) x)?\g{JH  
{ ms{R|vU%b  
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 oF>GWst TR  
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 E??%)q  
WORD   wOffset;   //函数偏移 e"2QV vB  
LPSTR lpStr; FjydEV  
LPLONG lpLong; #<~f~{x  
char   lpNotice[96]; F9<OKcXH  
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); Ya_6Zd4O  
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); [x)e6p)  
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); OMZT\$9yT  
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); 4tC_W!?$t  
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 g}D$`Nx:  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); K@i*Nl  
lpStr=GlobalLock(hMemData); BmM,vllO  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); 7^iAc6QSy3  
//保存原函数要替换的头几个字节 *Q>:|F[vM  
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); j*zK"n  
Func.lOld=*lpLong; 6+FON$8  
*(lpStr+wOffset)=0xEA; b1#=q0Zl  
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; t#q> U%!  
GlobalUnlock(hMemData); Ocb2XEF  
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); w* I+~o-  
//将保留的内容改回来 c]]F`B  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); s6D-?G*u%8  
lpStr=GlobalLock(hMemData); H94.E|Q\+  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); p3S c4  
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; kmoJ`W} N  
*lpLong=Func.lOld; Z])_E 6.  
GlobalUnlock(hMemData); n,F00Y R  
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); Chua>p!$g  
return 1; ${+.1"/[  
} zfZDtKq  
m=9 N^_  
//自己的替代函数 H6I #Xj  
}"-r;i  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* |rvrSab)  
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) c|R/,/  
{ jQb D2x6(  
BYTE NameDot[96]= 9PJDT]  
{ Z C93C7lJ  
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, Kzb@JBIF  
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, 9X%Klm 5w  
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84,  (2li:1j  
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, nADd,|xD3  
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, {X$Mwqhpp;  
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24,  SoX V  
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, R u5&xIQ  
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, X{ =[q|P  
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, Ic}ofBK  
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 J$Epj  
}; #H`y1zm  
!_) ^bRd  
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; 3~Ln:4[6ID  
HDC   hMemDC; Q.1ohj0)  
BYTE far *lpDot; s]c$]&IGG  
int   i; d]3sC  
for ( i=0;i<3;i++ ) sJoi fl 7  
{ 0vp I#q  
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; F4Uk+|]Bu  
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); ak>NKK8P  
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); 1 =<|h  
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); b..$5  
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); Z-|C{1}A  
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); pG @iR*?  
DeleteDC(hMemDC); qfu2}qUX~%  
DeleteObject(hBitmap); 6W=:`14  
} "^z=r]<5  
return TRUE; A232"p_  
} E5 oD|'=WA  
Y2-bU 7mo  
//模块定义文件 relocate.def >n~p1:$  
Aa>gN  
NAME     RELOCATE S=p u  
EXETYPE   WINDOWS l;A_Aii(  
CODE     PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE MuGg z>CV[  
DATA     PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE }qhK.e  
HEAPSIZE 1024 5$U>M  
EXPORTS j\f$r,4  
*]WXM.R8  
五、结束语  ~C/KA6H  
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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