"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 ,AWN *OS
K~C*4H:9
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。 elw<(<u`
R`A@F2
一、发现了什么? YB~}!F [(
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。 HP&+ 8
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): llI`"a
`2UzJ~
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v .3!=]=
.................................. >H?8?a D
rT5dv3^MW!
6 type offset target >*dqFZF
BASE 060a seg 2 offset 0000 vBKBMnSd
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS ZOfyy E
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES
-x@mS2
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) kcI3pmgj
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) Oe*emUX7
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) ;aWH`^{i
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) :SziQQ
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) T/uj5pMG
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) G'Jsk4:c
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) Al6)$8]e
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) oJ>]=^?k
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) k)dLJ<EM
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) <<Ut@243\
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) (*BQd1Z
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) Pf-k"7y
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) X.bNU
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) (q"Nt_y
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) )<t5' +d%
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) GR Rv0M
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) 9SXFiZA(r
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) DNC2]kS<
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) 8"Hy'JA$O
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) s9@/(_
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE gI<TfcC
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) PiP\T.XANa
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) zT*EpIa+LS
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) vc5g4ud
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) :WJ[a#
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) VW$ Hzx_z
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) +r"{$'{^
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) 8|OsVIe%
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) pMKnA.|
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) ^ ,d!K2`
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) u4, p.mZtb
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) kW3V"twx
^#9
&Rk!t
35 relocations "VRc R
00[Uk'Q*5
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) n0:'h}^
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 oM M`7wJw
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。 HSE9-c=
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。 g
VplBF7{
m?V4r#t
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 nGZZCsf <
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 %l(qyH)*
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。 [?Wt ZM^q
主要的三个模块,有如下的关系: Cq(dj^/~m
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 Xk8+m>
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 esIEi!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。 mw-0n
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。 uK2MC?LP
以GDI模块为例,运行结果如下: b*\K I
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe ! av
B &Z
~DPjTR
Exports: yO;r]`j0
{m.l{<H
rd seg offset name $h"tg9L^)
............ ?~Fk_#jz,@
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data LJt#c+]Li
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data hOx'uO`x(
............ N0,wT6.
*/;[ -9
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。 F#*vJb)
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。 MkEr|w'
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: %QCh#v=ks
6 type offset target @`^+XP K\
xT6&;,|`
.......... wt0^R<28
B"ZW.jMaI
PTR 0442 imp GDI.351 e
C?adCb
8*-8"It<"
.......... L}T:Y).
f 0A0uU8y
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。 mEyJ
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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。 a{v1[i\
Ne!F
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三、动态汉化Windows原理 mtSOygd
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。 ,u8)g;8s
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? ms@*JCL!t
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。 ^V#9{)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。 FAkjFgUJp
Ue^2H[zs-
四、"陷阱"技术 ~za=yZo7(
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。 GVP"~I~/:
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: ]r8t^bqe
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; pC2ZN
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。 N}HQvlLkF9
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: $w4%JBZr
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); Cp` [0v~0
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 W ZdEfY{
Windows中函数地址是32位,高字节是其模块的内存句柄,低字节是函数在模块内的偏移。将得到的可写数据段别名句柄锁定,再将函数偏移处的5个字节保留下来,然后将其改为转向替代函数(用 EA Jmp): %5Hsd
*(lpStr+wOffset) =0xEA; \
'G%%%;4
四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家广为熟知的汉化Windows产品,"陷阱"技术即动态修改Windows代码,一直是其对外宣称的过人技术。本文从Windows的模块调用机制与重定位概念着手,介绍了"陷阱"技术的实现,并给出了采用"陷阱"技术动态修改Windows代码的示例源程序。 N3nFE:`u]
//源程序 relocate.c ^x-vOGlR
uu@Y]0-
#include <WINDOWS.H> ?f<JwF<
#include <dos.h> nk|j(D
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); /n;Ll](ri
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); :34]}`-
typedef struct tagFUNC rH
Et]Xa
{ FKRO0%M4}Z
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 _:DnF
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 ,#:* dl
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 6;6a.iZ
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 (hWr!(>C4]
}FUNC; \n$s5i-
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; 5G"LuA
//Windows主函数 +RWP;rk
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) HI)MBrj;r
{ qDHiyg^u
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 03$-U0.;-
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 ky>0
WORD wOffset; //函数偏移 3NAU|//J
LPSTR lpStr; *y<Ru:D
LPLONG lpLong; XJ,P8nx
char lpNotice[96]; 41Bp^R}^/
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); 0goKiPx
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); "h?;)Ye
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); K;moV| j
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); :ZG^`H/X1d
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 &9X`tCnL
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); -;9pZ'r
lpStr=GlobalLock(hMemData); e&%m[:W:<
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); |TM&:4D]^
//保存原函数要替换的头几个字节 o>*vG
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); .#0),JJZ[
Func.lOld=*lpLong; FYq]-k{\
*(lpStr+wOffset)=0xEA; 8fA9yQ8
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; oE@{h$=
GlobalUnlock(hMemData); DY1?37h
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); v0hr ~1
//将保留的内容改回来 ;Yo9e~
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); wgfy; #
lpStr=GlobalLock(hMemData); 3 d
$
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); _%^t[4)q
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld;
Z)}q=NjA
*lpLong=Func.lOld; 7oaa)
GlobalUnlock(hMemData); =5=D)x~
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); uis;S)+
return 1; 'D#iT}Vu
} eLE9-K+
*:
)hoHp&