"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 83#mB:^R
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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。 [{,1=AB
3a'<*v<xw
一、发现了什么? MQ6KN(?\ZL
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。 MQ8J<A Pf-
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): wnC81$1l~
$xN|5;+
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v fNFY$:4X
.................................. &D*b|ilvc
"4{r6[dn
6 type offset target g}c~ :p
BASE 060a seg 2 offset 0000 aPL+=5 8r
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS vEJbA
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES k9L;!TH~1K
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) 9\7en%( M
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) zTU0HR3A
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) Y76gJ[yjn
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) H4+i.*T#
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) ep{FpB
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) ]t"Ss_,
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) PEZ!n.'S
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) =UWI9M*sz
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) |yPu!pfl
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) I; rGD^
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) xJ.M;SF4
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) nBYZ}L q
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) IH+|}z4N?>
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) UkFC~17P
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) x[e<} 8'$(
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) nqUV
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) Zj'9rXhrM1
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) m)v&v6
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) )9]P MA?u
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) 1$h,m63)
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE vnuN6M{
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) Ig{0Z">
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) f3y=Wxk[
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) c-sfg>0 ^
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE )
El8,,E
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) |2A:eI8 ^
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) dk^~;m#iN
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) K{+2G&i
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) KMax$
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) fp"W[S|uL
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) 4 #Jg9o
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) O;3>sLgc
p5*EA
x
35 relocations =7UsVn#o
^S; -fYW2
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) 2GG2jky{/
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 TWX.D`W
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。 =?8@#]G+
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。 2&cT~ZX&'
v`T
c}c '
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 #KvlYZ+1
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 M<&= S
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。 Kc\fu3Q
主要的三个模块,有如下的关系: {_*yGK48n
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 )t%b838l%
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 \Vk:93OH21
·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。
Q+{n-? :
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。 Nz-&MS
以GDI模块为例,运行结果如下: );YDtGip J
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe %BQ`MZ
r.U`Kh]K
Exports: Q,Eo mt
^<6[.)
rd seg offset name gRzxLf`K
............ VIbq:U
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data "<gOzXpa
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data N2o7%gJw
............ -Lg
Ei3m
;kKyksxlD
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。 .6J$,.Ig
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\G5x
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: 8 zb/xP>
6 type offset target n=q76W\
7xR\kL.,
.......... _#8MkW#]~
"J1
4C9u
PTR 0442 imp GDI.351 `d(ThP;g
^ZCD ~P_=
.......... \b>]8Un"
LR3*G7
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。 ?q [T
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。 y1#1Ne_
-:rUw$3J
三、动态汉化Windows原理 cz$2R
我们知道,传统的汉化Windows的方法,是要直接修改Windows的显示、输入、打印等模块代码,或用DDK直接开发"中文设备"驱动模块。这样不仅工作量大,而且,系统的完备性很难保证,性能上也有很多限制(早期的长青窗口就是如此),所以只有从内核上修改Windows核心代码才是最彻底的办法。 T
u'{&
从Windows的模块调用机制,我们可以看到,Windows实际上是由包括在KERNEL、GDI、US ER等几个模块中的众多函数支撑的。那么,修改其中涉及语言文字处理的函数,使之能适应中文需要,不就能达到汉化目的了吗? Zwx%7l;C
因而,我们可以得出这样的结论:在自己的模块中重新编写涉及文字显示、输入的多个函数,然后,将Windows中对这些函数的引用,改向到自己的这些模块中来。修改哪些函数才能完成汉化,这需要深入分析Windows的内部结构,但CHINESE.DLL已明确无误地告诉了我们,在其数据段的重定位表中列出的引用函数,正是CStar修改了的Windows函数!为了验证这一思路, 我们利用RichWin作一核实。 !5N.B|Nt
用EXEHDR分析GDI.EXE,得出ExtTextOut函数在GDI的第一代码段6139H偏移处(不同版本的Windows其所在代码段和偏移可能不一样)。然后,用HelpWalk(也是Microsoft Visual C+ +开发工具中的一个)检查GDI的Code1段,6139H处前5个字节是 B8 FF 05 45 55,经过运行Ri chWin 4.3 for Internet后,再查看同样的地方,已改为 EA 08 08 8F 3D。其实反汇编就知道,这5个字节就是 Jmp 3D8F:0808,而句柄为0x3D8F的模块,用HelpWalk能观察正是RichWin 的WSENGINE.DLL的第一代码段( 模块名为TEXTMAN)。而偏移0808H处 B8 B7 3D 45 55 8B E C 1E,正是一个函数起始的地方,这实际上就是RichWin所重改写的ExtTextOut函数。退出Ri chWin后,再用HelpWalk观察GDI的Code1代码段,一切又恢复正常!这与前面的分析结论完全吻合!那么,下一个关键点就是如何动态修改Windows的函数代码,也就是汉化Windows的核心——"陷阱"技术。 St^5Byd<
xyxy`qR A
四、"陷阱"技术 @(lh%@hO
讨论"陷阱"技术,还要回到前面的两个发现。发现之二,已能解释为修改的Windows函数,而发现之一却仍是一个迷。 l+b~KU7~l
数据段存放的是变量及常量等内容,如果这里面包含有重定位信息,那么,必定要在变量说明中将函数指针赋给一个FARPROC类型的变量,于是,在变量说明中写下: |vC~HJpuv'
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; T> p&$]OG
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。 hqdDm
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: 1 -b_~DF
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); &5R&k0i r
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 +cRn%ioVi
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): [N'h%1]\
*(lpStr+wOffset) =0xEA; .]K%G\*`:
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。 VtohL+
//源程序 relocate.c A=>u
1h69
D m9sL!
#include <WINDOWS.H> Xwtqi@zlE
#include <dos.h> \)Cl%Em
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); e}W)LPR!
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); phz&zlD
typedef struct tagFUNC mp3s-YfRc
{ #LNED)Vg
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 e#q}F>/L
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 }GIt!PG
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 *K;~!P
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 `0R./|bv\I
}FUNC; WY]s |2a
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut};
AOx[
//Windows主函数 S8gs-gL#Og
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) t`QENXA}
{ Bbp|!+KP{(
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 TsZ@
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 LH6vLuf
WORD wOffset; //函数偏移 =BrRYA
LPSTR lpStr; _
x*3PE
LPLONG lpLong; T^q
0'#/
char lpNotice[96]; Mb=" Te>|
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); : E?V.
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); #A.@i+Zv
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); :gC#hmm^
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); BJ0?kX@
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 %|4UsWZ
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); y+q5UC|
lpStr=GlobalLock(hMemData); WEpoBP
CL
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); V43H/hl
//保存原函数要替换的头几个字节 )`}:8y?
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); aQ~s`^D
Func.lOld=*lpLong; -K$)DvV^(E
*(lpStr+wOffset)=0xEA; wA.\i
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; T9& 1VW
GlobalUnlock(hMemData); 3uMy]HUQ
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); Xm&L
BX
//将保留的内容改回来 l;V173W=&
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); 2Rz
lpStr=GlobalLock(hMemData); QS j]ZA
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); %>s|j'{
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; azU"G(6y?+
*lpLong=Func.lOld; Y^]rMK/;
GlobalUnlock(hMemData); O
H7FkR
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); .p$(ZH =~
return 1;
2TuU2 f.
} y> (w\K9W
xLn%hxm?,
//自己的替代函数 H[|~/0?K
?1".;foZ
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* _XT pU
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) /7LR;>B j
{ T
1t6p&
BYTE NameDot[96]= J^/p(
{ CQ2jP
G*py
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, G/ 5%.Bf@
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, ^}C\zW
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, SY8C4vb'h
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, U<-D(J
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, CH/rp4NeSy
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, 8r!zBKq2~
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, nF/OPd
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, ~_ a-E
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, 5:Uso{
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 Qci]i)s$js
}; -{_PuJ "
jq-_4}w?C
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; 3mni>*q7d
HDC hMemDC; (I}v[W
BYTE far *lpDot; s(8W_4&'
int i; Qei"'~1a
for ( i=0;i<3;i++ ) \di=
{ RGX=)
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; c"xK`%e
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); \C1nZk?3
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); yppo6HGD
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); $7uA%|\
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); 5M_H
NWi4
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); u-C)v*#L
DeleteDC(hMemDC); i@CxI<1'
DeleteObject(hBitmap); L.WljNo
} QdC<Sk!G
return TRUE; a}uSm/S
} .[ mRM
*9i{,I@
//模块定义文件 relocate.def |WUG}G")*x
s9d_GhT%-
NAME RELOCATE L_s:l9!r
EXETYPE WINDOWS FGQzoS
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE v9UD%@tZ
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE ~v"L!=~G;a
HEAPSIZE 1024 1i] ^{;]
EXPORTS FCn_^l)EA
Tb-F]lg$
五、结束语 .}*"Nv
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。