"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 q_W0/Ki8
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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。 -tsDMji~V
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Znw
一、发现了什么? e,_-Je
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。 S\6[EQ65
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): ,bE$| x'
>gKh
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v fEE
/-}d
.................................. 7r+g8+4
ZI;<7tF_z
6 type offset target hd V1nS$
BASE 060a seg 2 offset 0000 P|2E2=G
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS %Pqk63QF
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES F
09DV<j
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) $eV$2p3H
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) :4S%'d7
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) ZR v"h/~
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) RC|!+TD
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) /"H`.LD.?
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) w=h1pwY
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) e6B{QP#jq
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER )
8@{OR"Ec
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) 7?gFy-
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) 3cS2gxF
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) {j {+0V
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) )? M9|u
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) g[>\4B9t
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) Uawpfgc}
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) "N:XzG
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) l JP1XzN_
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) @;xMs8@
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) yL^UE=#C_
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) ?; YC'bF
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) @pI5lh
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE C'=k<-
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) {y] mk?j
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) '$As<LOEd/
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) YJS{i
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) oBq 49u1
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) 1pv}]&X
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) o~FRF0f*VP
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) 'Djm0
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) *tOG*hwdT
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) GT hL/M
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) UmnE@H"t$\
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) e6X[vc|Y}
6J~12TU,
35 relocations o[ENp'r
O<)y-nx;X
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) 22<0DhJ
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 ki0V8]HP
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 MF60-VE
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 &AuF]VT
0U/K7sZ
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 Dlo xrdOY&
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 DcIvhB p
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 B{oU,3U>
主要的三个模块,有如下的关系: to8X=80-3
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 &bqT/H18
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 }7G8|54t
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 rV({4cIe9R
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 f\;65k_jq
以GDI模块为例,运行结果如下: f"7M^1)h2%
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe p_ Fy>j
]Q
"p\@\!
Exports: wi8Yl1p]!z
}~h'FHCC+
rd seg offset name IvpcSam'
............ ;Z j]~|
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data +9O5KI?P
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data 2,vB'CAI
............ 7:]Pl=:X
J`IDlGFYp
至此,读者已能从Windows纷繁复杂的系统中理出一些头续来。下面,再引入一个重要概念——重定位。 Z=4{Vv*
一个Windows执行程序对调用API函数或对其它动态库的调用,在程序装入内存前,都是一些不能定位的动态链接;当程序调入内存时,这些远调用都需要重新定位,重新定位的依据就是重定位表。在Windows执行程序(包括动态库)的每个段后面,通常都跟有这样一个重定位表。重定位包含调用函数所在模块、函数序列号以及定位在模块中的位置。 ,y9iKkg
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: lT\a2.E
6 type offset target '6$*YN&5
>U1R.B7f
.......... H* ,,^
n\I#CH0V
PTR 0442 imp GDI.351 "M|P+A
(qn2xrV
.......... Nf3.\eR
G>YAJo
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。 wOQ#N++C
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。 <?D[9Mk$
IfO;S*Qt
三、动态汉化Windows原理 *F>v]8
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。 !@u>A_
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? 30PZ{c&Rll
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。 1tCQpf
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。 H7+Xs%
7z\m;
1
四、"陷阱"技术 IdIrI
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。 #jpoHvth
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: 3:"]Rn([P
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; ~zm7?_"@]
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。 jUj<~:Q}3o
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: TGuiNobD
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); V~GWl1#7
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 J68j=`Y
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): I"AYWo?
*(lpStr+wOffset) =0xEA; Ub0/r$]DK
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。 $(s\{(Wn
//源程序 relocate.c _$<Gyz*
U%7i=Z{^Ks
#include <WINDOWS.H> 5`~mmAUk;`
#include <dos.h> 3QI?[R.
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); %xwIt~Y
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); B)$c|dUV
typedef struct tagFUNC WWwUwUi
{ a/~aFmu6b
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 =k}SD96
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 3`O?16O
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 }}QT HR
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 G{aT2c
}FUNC; TUL_TR
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; |CgnCUv+
//Windows主函数 ]U[X1W+@
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) JJV0R}z?TV
{ jk\ dG16
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 :H.
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 \&V0vN1
WORD wOffset; //函数偏移 c~A4gtB=
LPSTR lpStr; )PkNWj6%y
LPLONG lpLong; Xf=XBoN|
char lpNotice[96]; g]*
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); /Y[~-Y+!,
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); ^n#1<K[E
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); ]!:oYAm
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); s/"&9F3
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 HhA -[p
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); |VOg\[f
lpStr=GlobalLock(hMemData); D+ V7hpH-
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); Mv|ykJoz"
//保存原函数要替换的头几个字节 })vOaYT|-
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); !.7udYmB
Func.lOld=*lpLong; @/J[t
*(lpStr+wOffset)=0xEA; `&M{cfp_
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; ,~ ?'Ef80
GlobalUnlock(hMemData); O<9~Kgd8h
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); r%wA&FQ8U
//将保留的内容改回来 ^x*nq3^h\
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); 6
y"-I!&
lpStr=GlobalLock(hMemData); nU+tM~C%a
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); g}&hl"j
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; n?#!VN3
*lpLong=Func.lOld; Z>F^C}8f
GlobalUnlock(hMemData); Nd:R"
p*8
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); \u`)kJ5o1
return 1; t<uYM
} fBBa4"OK=
8$xPex~2
//自己的替代函数 ci,+Bjc
fkfZ>D^1
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* ?wMHS4
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) q<e&0u4
{ Vi!Q
BYTE NameDot[96]= Xog/O i
{ )g|
BMmB
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, 8B!aO/Km
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, :/YO ni1h
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, JnD{J`:
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, .=9s1~]
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, ocwG7J\W
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, N5|Rmfo1
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, y;"
n9
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, fnzy5+9"
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, s*M@%_A?
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 9D@$i<D:
}; 71FeDpe
@$Qof1j'%
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; GYRYbiwqdi
HDC hMemDC; O@8pC+#`Z
BYTE far *lpDot; 7k{2Upg;
int i; lw8"'0
for ( i=0;i<3;i++ ) ir>]r<Zl
{ z^*
'@
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; <dA8
'7^
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); Eu@5L9A
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); \`'KlF2
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); Qx|H1_6
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); @54*.q$
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); CDMfa&;T
DeleteDC(hMemDC); tury<*
DeleteObject(hBitmap); iY[+Ywh
} U3;aLQ*
return TRUE; 'iSAAwT2aj
} PL0`d`TI
~%w~-O2
//模块定义文件 relocate.def TmRxKrRs
HgBJf~q~U
NAME RELOCATE n[xkSF^)
EXETYPE WINDOWS )\/
=M*
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE yT OyDm-
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE XR# ;{p+b
HEAPSIZE 1024 a+41|)pt
EXPORTS /%x7+Rl\-^
!&kL9A).
五、结束语 (Ha@s^?.C
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。