"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 MkfBuW;)
[XEkz#{
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。 :bwjJ}F
um!J]N^
一、发现了什么? *Q?tl\E
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。 au:
fw
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): m
qMHL2~
:~Wrf8UQ
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v $w2u3-
.................................. }`%*W`9b
_K l_61k
6 type offset target n<O}hM ZT
BASE 060a seg 2 offset 0000 a&/#X9/
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS <
$J>9k
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES <m)$K
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) K|zZS%?$
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) g
jDh?I
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) HK,cJahq
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) ?!A7rb/tj
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) z> Rsi
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) <D<4BnZ(
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) a,
k'Vk{
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER )
P5a4ze
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) r`W)0oxD
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) 3!XjtVhK?I
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) *W,]>v0%T
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) ?Y-%'J(
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) #5cEV'm;
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) xjfV?B'Y}V
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) iU$] {c2;A
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) DS+}UO
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) -]/I73!b
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) 0m%|U'm|j
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) #hfXZVD
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) Uzz'.K(Mv|
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE }zkHJxZgE
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) K2M~-S3
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) {MtpkUN
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) ;X?}x%$
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) nKPYOY8^
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) 0
HGM4[)=
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) @mOH"acGn?
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) 0h#lJS*
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) (D#B_`;-
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) HW3 }uP\c
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) 7!@-*/|!S9
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) o3Yb7h9
lD)%s!
35 relocations !\zWF
t[ubn+
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) !}YAdZJ
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 aC$B2
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。 <;vbsksZeH
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。 JJP08oP
]RPs|R?
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 H5DC[bZMb%
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 5's87Z;6
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。 l)G^cSHF.3
主要的三个模块,有如下的关系: Z,sv9{4r
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 Q\^O64geD
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 rf
$ QxJ
·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。 |v \_@09=
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。 p`b"-[93
以GDI模块为例,运行结果如下: vMA]j>>
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe oJQS&3;/r
iv +a5
Exports: sYDav)L.
!;*flr`/
rd seg offset name ,:L^vG@*
............ z/4<x?}+hE
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data !`?i>k?Q E
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data K 'l-6JY-
............ lPxhqF5pP
TaYl[I
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。 8=L"rekV_
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。 0{
mm%@o
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: OXQA(%MK
6 type offset target m0ra
OeASB}
.......... mm+V*L{x
K\%\p$ZD
PTR 0442 imp GDI.351 hGV_K" ~I0
`WL3aI":
.......... 8,IF%Z+LI
i*:QbMb
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。 k-n`R)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。 $}tF66d
sS
?A<D
三、动态汉化Windows原理 "}xIt)n%;
我们知道,传统的汉化Windows的方法,是要直接修改Windows的显示、输入、打印等模块代码,或用DDK直接开发"中文设备"驱动模块。这样不仅工作量大,而且,系统的完备性很难保证,性能上也有很多限制(早期的长青窗口就是如此),所以只有从内核上修改Windows核心代码才是最彻底的办法。 SJP3mq/^K
从Windows的模块调用机制,我们可以看到,Windows实际上是由包括在KERNEL、GDI、US ER等几个模块中的众多函数支撑的。那么,修改其中涉及语言文字处理的函数,使之能适应中文需要,不就能达到汉化目的了吗? }FS_"0
因而,我们可以得出这样的结论:在自己的模块中重新编写涉及文字显示、输入的多个函数,然后,将Windows中对这些函数的引用,改向到自己的这些模块中来。修改哪些函数才能完成汉化,这需要深入分析Windows的内部结构,但CHINESE.DLL已明确无误地告诉了我们,在其数据段的重定位表中列出的引用函数,正是CStar修改了的Windows函数!为了验证这一思路, 我们利用RichWin作一核实。 Wfd`v
用EXEHDR分析GDI.EXE,得出ExtTextOut函数在GDI的第一代码段6139H偏移处(不同版本的Windows其所在代码段和偏移可能不一样)。然后,用HelpWalk(也是Microsoft Visual C+ +开发工具中的一个)检查GDI的Code1段,6139H处前5个字节是 B8 FF 05 45 55,经过运行Ri chWin 4.3 for Internet后,再查看同样的地方,已改为 EA 08 08 8F 3D。其实反汇编就知道,这5个字节就是 Jmp 3D8F:0808,而句柄为0x3D8F的模块,用HelpWalk能观察正是RichWin 的WSENGINE.DLL的第一代码段( 模块名为TEXTMAN)。而偏移0808H处 B8 B7 3D 45 55 8B E C 1E,正是一个函数起始的地方,这实际上就是RichWin所重改写的ExtTextOut函数。退出Ri chWin后,再用HelpWalk观察GDI的Code1代码段,一切又恢复正常!这与前面的分析结论完全吻合!那么,下一个关键点就是如何动态修改Windows的函数代码,也就是汉化Windows的核心——"陷阱"技术。 co8R-AB
";7N$hWE
四、"陷阱"技术 'J} ?'{.
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。 t27UlFX
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: 9;6)b0=$
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; zuN(~>YH
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。 .qohHJ&
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: yW'{Z]09
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); Pah@d!%A
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 s(fkb7W,gO
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): :n13v@q
*(lpStr+wOffset) =0xEA; q>'#; QA
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。 eC<RM Q4
//源程序 relocate.c |%5Aku0`s
meV Z_f/
#include <WINDOWS.H> _ s}aF
#include <dos.h> rucw{)
_
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); FNraof @Oy
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); qB_s<cpn>
typedef struct tagFUNC /
S' +
{ {'+{ASpO!
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 g`'!Vgd?M[
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 HN`qMGW^
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 j"~"-E(79
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 am? k
}FUNC; M.dX;iM<
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; t|oIzjKE/
//Windows主函数 C1_0 9Vc
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) i ?pd|J
{ >F7HKwg}Z
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 ef7 U7
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 Ig!0A}f
WORD wOffset; //函数偏移 `~d7l@6F
LPSTR lpStr; ?0dmw?i
LPLONG lpLong; 3HuocwWbz
char lpNotice[96]; -?#iPvk6
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); %-fXa2
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); \41/84BA
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); -!7Z
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); \Cq4r4'
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 A405igF
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); H~JgZ pw
lpStr=GlobalLock(hMemData); UZFs]z!,k
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); }XUI1H]jk
//保存原函数要替换的头几个字节 |H5GWZ
O{^
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); gzhIOeY
Func.lOld=*lpLong; M __S)
*(lpStr+wOffset)=0xEA; XgVhb<l_
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; 1l)j(,Zd*
GlobalUnlock(hMemData); AfO.D?4x
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); PhuHfw4$y,
//将保留的内容改回来 *[
0,QEy
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); (5Q<xJ
lpStr=GlobalLock(hMemData); {7oPDP
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); 2Jiy`(P
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; `Mg3P_}=
*lpLong=Func.lOld; pLF,rOb
GlobalUnlock(hMemData); *wx%jbJo
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); LrO[l0#'Q
return 1; !!ZGNZ_
} O\cc=7
8*?H~q~
//自己的替代函数 #"r_ 3
KY<
$+/B!
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* 8MDivr/@
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) ]b;a~Y0
{ Ux^ue9
BYTE NameDot[96]= pheu48/f
{ P}Mu|AEG
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, 6||%T$_;}
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, WRbdv{1E
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, ,@p4HN*
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, c CZ$TH
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, h*<`ct xL
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, ->{\7|^
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, dj] O
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, IY!.j5q8
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, )L
"Dt_t
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 @JdeOL;
}; daA&!vnbH*
]YZ_kc^(V;
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; hB>FJZQ_
HDC hMemDC; 8N j}
BYTE far *lpDot; d7g$9&/q
int i; o:5mgf7
for ( i=0;i<3;i++ ) /'VuMMJ2
{ vP'!&}
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; TL"+Iv2]/$
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); &l`_D?{<#
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); w0yzC0yBk
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); <ldArZ4C4
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); PH!B /D5G
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); ^l9
*h
DeleteDC(hMemDC); Awf=yE:
DeleteObject(hBitmap); Z@O
e}\.$
} ;OqLNfU3y
return TRUE; f|1FqL+T]
} Dohe(\C@
1Klu]J%
//模块定义文件 relocate.def l<_mag/j9o
h,?Yw+#o"
NAME RELOCATE &?sjeC_
EXETYPE WINDOWS Qh%vh;|^
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE J&1N8Wk)
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE vg1s5Yqk
HEAPSIZE 1024 "fd=(&
M*l
EXPORTS [N+ruc?)
,
)3+hnFY
五、结束语 G)|HFcE
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。