"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 PFI^+';
_X)`S"EsJ
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。 zJH:`~GxE
a%*W(
4=Y
一、发现了什么? -jWXE
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。 ,"U|gJn|^
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): 9r=yfc!cS
E>isl"
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v mTBSntZx
.................................. +N2R'Phv
)~be<G( a
6 type offset target r8,'LZI z
BASE 060a seg 2 offset 0000 r,Tq";N'
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS o7kQ&w
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES 0lLg uBW@
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) e !N%
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) Pj^O8
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) ~9Cw5rwH<;
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) WCyjp
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) 7;@o]9 W
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) -'rb+<v
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) 9S/X ,|i
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) M,sZ8eeq
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) rYO~/N
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) FV\$M6
_
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) q854k+C
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) m2v'zJd}g
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC )
(V<pz2\
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) }WnoI2
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) 6F; |x
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) 51'{Jx8
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF )
U92?e}=]
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) PMZ*ECIJU
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) (".WJXB\
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) !laOiH
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE n0b{Jg *
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) ?P"j5
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) N**"u"CX
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) C^ZDUj`
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) Y@MFH>*
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) p!7(ayu
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) 5!qLJmd=
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) #C+7~ns'
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) 9d8U@=
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) (|sqN8SbA
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) YJ{_%z|U
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) B&?xq)%*#
15ImwQ
35 relocations @ ]
3`S
N:UA+
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) /Y8{?
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 e!P]$em|1E
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。 G$1gk ^G's
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 M7c53fz
=' &TqiIv"
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 <zp|i#~
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 hSXZu?/
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 @pV&{Vp
主要的三个模块,有如下的关系: -9yWf8;
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 PjkjUP
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 vnH[D)`@
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 c1h?aP
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 #.|MV}6rQ
以GDI模块为例,运行结果如下: a3^ ({;k!0
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe fX}dQN~z
m-R`(
Exports: {%QWv%|
#$v,. Yk
rd seg offset name ICUI0/J
............ M(.Up
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data V#\ iO
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data !N\i9w}
............ `:5W1D(
m ?jF:]^
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。 #RP7?yGM,
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。 z5 :53,`D'
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: y-vQ4G5F|
6 type offset target e'&<DE)
-](3iPy}
.......... qrY]tb^K
@mu=7_$U
PTR 0442 imp GDI.351 GKf%dKL
;(;{~1~
.......... LAv!s/ O$=
~jM!8]=
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。 @H|3e@5([
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。 Fes/8*-
qh/}/Sl;
三、动态汉化Windows原理 R%)7z)~
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。 CO"Nv
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? UYsyVY`Fm|
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。 'L ]k\GO
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。 H1a<&7
mW_ N-z
四、"陷阱"技术 _2nNCu (
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。 K5:>
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: NEcE-7aT
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; ZqJyuTPv
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。 yn KgNi
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: v>p}f"$`
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); V.~C.x
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 QHbjZJ
N
Windows中函数地址是32位,高字节是其模块的内存句柄,低字节是函数在模块内的偏移。将得到的可写数据段别名句柄锁定,再将函数偏移处的5个字节保留下来,然后将其改为转向替代函数(用 EA Jmp): 1|3{.Ed
*(lpStr+wOffset) =0xEA; m>LC2S;
f
四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家广为熟知的汉化Windows产品,"陷阱"技术即动态修改Windows代码,一直是其对外宣称的过人技术。本文从Windows的模块调用机制与重定位概念着手,介绍了"陷阱"技术的实现,并给出了采用"陷阱"技术动态修改Windows代码的示例源程序。 VT5o#NR{R
//源程序 relocate.c ^y3snuLtE
F;<cG`|Rx
#include <WINDOWS.H> ljw>[wNv
#include <dos.h> D7OPFN7`
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); ^HI}bS1+|
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); "CF{Mu|Q=
typedef struct tagFUNC a29rD$
{ 2j*o[kAE
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 F}{uY(hv"[
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 aW7)}"j4
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 }pL#C
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 0ZjinWkR[
}FUNC; dEW I8Q]
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; q5u"v
//Windows主函数 o~={M7m
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) 8^av&u$
{ }^}ep2^
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 }
2P,Z 6L
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 ?s5hckhh
WORD wOffset; //函数偏移 iK <vr
LPSTR lpStr; I,wgu:}P#
LPLONG lpLong; w}
1~
char lpNotice[96]; sU 5/c|&
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); Qlgii_?#@
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); dsD!)$
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); o@blvW<v7
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); ecG,[1];
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 |XoW
Z,K
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); z 2Rg`1B
lpStr=GlobalLock(hMemData); C6cEt5
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); 6;vfl*
//保存原函数要替换的头几个字节 ~Bs=[TNd[
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); k^v P|*eu
Func.lOld=*lpLong; V [KFZSA
*(lpStr+wOffset)=0xEA; mq*Efb)!
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; Qfd4")zhG
GlobalUnlock(hMemData); #gd`X|<Ch
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); N)b.$aC
//将保留的内容改回来 d-sK{ZC"y
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); Zcg@]Sx(I
lpStr=GlobalLock(hMemData); 1T@#gE["Ic
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); z6f N)kw
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld;
*aT\V64
*lpLong=Func.lOld; 2%*mL98WK
GlobalUnlock(hMemData); v"N%w1`.e
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); U" ;8zplU
return 1; )T26cT$
} I#U"DwM
B+8B<xZ
//自己的替代函数 9et%Hn.K'
qH1&tW$
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* !HPye@Ua
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) p&|:,|jo5
{ ,U^V]jC
BYTE NameDot[96]= d iG kwKj
{ 8%W(",nd
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, N(@B3%H2/J
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, oe*Y(T\G
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, heN?lmC
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, ql_GN[c/
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, ;+-M+9"?O
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, wW?/`>@
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, >wOqV!0<
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, AV%t<fDG#
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, W+&<C#1|]
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 E+$%88
}; "cVJqW
s}5,<|DL
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; g=5vnY
HDC hMemDC; ZIo%(IT!c
BYTE far *lpDot; +M^+qt;]V
int i;
ndCHWhi
for ( i=0;i<3;i++ ) ?f\ ~:Gm/
{ z;#]xCV
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; wq@{85
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); XD=p:Ezh
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); i,z^#b7JQ
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); f;7I{Z\<
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); "0ZBPp1q
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); (o5^@aDr
DeleteDC(hMemDC); mufJ@Y S#
DeleteObject(hBitmap); :,'yHVG\
} r]<?,xx[
return TRUE; J'H}e F`
} @?!&M c2
8EBy5X}US
//模块定义文件 relocate.def KW 78J~u+
L55VS:'
NAME RELOCATE =(cfo_B@K
EXETYPE WINDOWS XK=-$2n
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE &o]ic(74c?
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE 'n dXM
HEAPSIZE 1024 D%%@+3a
EXPORTS JMVh\($,x
4;D>s8dgG
五、结束语 T_NN.Ol
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。