"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 )_Hv9!U]e
E@Ewx;P5
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。 Y[VXx8"p
gs.+|4dv
一、发现了什么? 18kWnF]n=
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。 t\2-7Ohj6
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): wmMn1q0F
k^KpQ&n
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v j)nE!GKD(
.................................. Mj2Dat`p9
HsRoiqo
6 type offset target -ciwIS9L
BASE 060a seg 2 offset 0000 .4w"3>
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS p_zVrlVb
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES Jp8,s%
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) I@Yk &aU
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) _TJkYz$
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) Z,-TMtM7
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) :vS/Lzk
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) q)@;8Z=_c
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) c/F!cW{z^
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) <Nloh+n=
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) vy7?]}MvV
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) wsR\qq
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) -4L27C
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) G7GKO
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) KB^GC5L>
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) 9qzHy}A
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS )
A;^{%S
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) _ Fk^lDI-
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) YOfYa
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) 6/'X$}X
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) b;vVlIG
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) 2>J;P C[;
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) -EU=R_yg
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE )\W}&9 >
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) gtY7N>e
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) 4Pf"R~&[
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) \|4F?Y
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) p2O [r
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) 1b7?6CqV
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) HFYe@ 2r
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) RN&8dsreZp
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) `USze0"t0:
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) Q2m 5&yy@s
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) n"~K",~P
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) iHdX
8@6*d.+e
35 relocations :2b*E`+
c*(=Glzn
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) V6Of(;r
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 b
ts*qx&)
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 a_D K"8I
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 `sv]/8RN
;s4e8![o3
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 b+dmJ]c
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 HR
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 h9nh9a(2
主要的三个模块,有如下的关系: hA`9[58/
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 O!F"w!5@
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 0N6 X;M{zh
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 ,&@FToR
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 SM<qb0
以GDI模块为例,运行结果如下: ;ae6h
[
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe Kr4%D*
O
"Aeg|
Exports: -O@/S9]S)
@}%kSn5y:
rd seg offset name Idj Z2)$
............ D [v22 5
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data mndEB!b
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data x;4m@)Mu
............ %yR80mn8
YR)^F|G
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。 -H5-6w$
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。 #TgP:t]p
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: +\vN#xDz
6 type offset target $ Fy)+<
Sx_j`Cgy
.......... n@oSLo`k,`
|>Pv2
PTR 0442 imp GDI.351 %P*b&H^0
*@YQr]~
;
.......... 6iEA._y
{PL,3EBG
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。
y}W*P#BDO
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。 I
wu^@
|g\CS4$
三、动态汉化Windows原理 K=P LOC5
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。 Ml_!)b
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? "x3!F&
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。 ?J"Y4,{
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。 `K2vG`c
"?Jf#
四、"陷阱"技术 D]V&1n
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。 #hEU)G'$+
数据段存放的是变量及常量等内容,如果这里面包含有重定位信息,那么,必定要在变量说明中将函数指针赋给一个FARPROC类型的变量,于是,在变量说明中写下: En8L1$_
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; JgldC[|7
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。 +J !1z
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: A<[w'"
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); <.@w%rvG
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 hSk
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): O-+!KXHd[
*(lpStr+wOffset) =0xEA; fa/p
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。 JNA_*3'
//源程序 relocate.c ;|CG9|p
<@v|~AO4~
#include <WINDOWS.H> b]WvKdq
#include <dos.h> r+MqjdXG
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); :O*62olC5
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); Tz/[P:O3
typedef struct tagFUNC 7{[i)
{ DH4|lb}
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 ve*6WDK,H
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 (`f)Tt=`
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 ("J_< p
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 {6wy}<ynC+
}FUNC; WjBtL52
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; w< |Lx#L}
//Windows主函数 *jy"g64j
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) S|BS;VY
{ ,\PTn7_
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 K$
|!IXs
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 4 ..V
WORD wOffset; //函数偏移 9kas]zQ%=P
LPSTR lpStr; y)`q% J&
LPLONG lpLong; pf_`{2.\uO
char lpNotice[96]; Wp=&nh
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); XP@&I[J3sI
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); .@Jos^rxgJ
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); uU8L 93
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); ,j[1!*Z_[
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 `$r?^|T
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); PW-sF
lpStr=GlobalLock(hMemData); M3q7{w*bM
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); fR lJ`\ t
//保存原函数要替换的头几个字节 v/G^yZa
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); Ns[.guWu-
Func.lOld=*lpLong; %VgK::)r
*(lpStr+wOffset)=0xEA; d#HN'(2t
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; JU-eoB}m
GlobalUnlock(hMemData); bg,VK1
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); l8N5}!N
//将保留的内容改回来 x>[ gShAV!
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); A@I3:V
lpStr=GlobalLock(hMemData); j!?bE3r~
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); g7]g0*gxXW
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; !%G;t$U=M
*lpLong=Func.lOld; ev(E
GlobalUnlock(hMemData); /C[XC7^4'
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); N|s8PIcSp
return 1; x@<!# d+
}
l65Qk2<YC
t?_{
//自己的替代函数 LQa1p
lJBZ0
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* iSj.lW
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) a(+u"Kr
z
{ i8(n(
BYTE NameDot[96]= IS }U2d,W
{ O:[@?l
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, VN<baK%]
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, hKFB=U
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, m\J"P'=
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, 7e@Bkq0)
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, Zq\ p%AU9
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, LwEc*79
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, _zFJ]7Ym.)
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, !o/;"'&E
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, Yk#$-"c/a
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 l)91v"vJ
}; VV=6v;u`
]hA]o7k
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; LfG$?<}hR
HDC hMemDC; Kl+4A}Uo
BYTE far *lpDot; I$Fr8R$
int i; K|{&SU_m
for ( i=0;i<3;i++ ) q|R$A8)L.
{ 4S,/Z{ J.
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; D$bJ s O
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); <e' l"3+9(
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); vTYgWR,h
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); \E2S/1p
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); h>jp.%oOu
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); [IW6F
DeleteDC(hMemDC); ZfIeq<8_
DeleteObject(hBitmap); B7BikxUa
} Ty"=3AvRLV
return TRUE; k.w}}78N2N
} m?Dk(DJ
eqWb>$
//模块定义文件 relocate.def |:d:uj/
mi{ r7.e5I
NAME RELOCATE JWs?az
EXETYPE WINDOWS W|[k]A` 2
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE G X>T~i\f8
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE T1~,.(#
HEAPSIZE 1024 u=p-]?
EXPORTS kn7Qvk[+
e!*%U=[Q
五、结束语 D
z5(v1I9A
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。