"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 P>_9>k@;Q
%B1)m A;
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。 "M\rO!f:
_O11SiP]
一、发现了什么? d<HO~+9
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。 jAv3qMQA
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): HvKdV`bz
4~ L1~Gk
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v ^w"hA;
.................................. Hvy$DX|p
cR,'aX
6 type offset target 2+S+Y%~
BASE 060a seg 2 offset 0000 v,z~#$T&
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS B4* y-Q.*
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES xO<%lq`
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) !_~/Y/M
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) AkdO:hVtG
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) C+jXH)|iq
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) a^E>LJL
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) Sl'$w4s
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) ~-uf%=
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) nHQ*#&$
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) .XRe:\8mc
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) @'GPZpbvZ
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) F?6Q(mRl
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) (NDC9Lls
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) fkImX:|q
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) hx8pg,X
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) Tp.]{*
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) /me ]sOkn
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) @p}_"BHYWt
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) %hw4IcWJ|
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) 9^`cVjD5
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) &,:!gYN
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) zxD=q5in
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE *//z$la
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) `kv7Rr}Q
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) SDNRcSbOD6
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) #CAZ}];Qx
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) _*8 6
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) }u$c*}
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) dTu*%S1Z
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) GM1.pVb
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) n9k
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) [e@m-/B
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) OI78wG
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) j!oX\Y-: &
)'e1@CR
35 relocations O@W/s!&lFa
$sg- P|Wo
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) YWD gRb
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 _T~&kwe
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。 PYs0w6o
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。 N#)Klq87z
9) $[W
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 U:eX^LE7
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 <SOG?Lh~
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 ,{msJyacmR
主要的三个模块,有如下的关系: d)D!np=
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 &m[}%e%~0
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 02tN=}Cj)
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 -aE,KQ
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 F9r/
M"5
以GDI模块为例,运行结果如下: F$|:'#KN
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe ;mz#$"(
8fBhX,1
Exports: #f_'&m
h6<i,1gQ1
rd seg offset name 9=/4}!.
............ =OV5DmVmQ
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data HINk&)FC
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data \-{$IC-L
............ 7bRfkKD
l,(:~KH|
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。 V>Xg\9B_
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。 k\*?<g
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: n5BD0q
6 type offset target t0v>J9
CyHHV
.......... +/kOUz/]
G|-RscPe
PTR 0442 imp GDI.351 _h,_HW)G
f#!nj]}#
.......... 1q5S"=+W[
Q8QB{*4
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。 vdB2T2F
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。 $)PS#ND&
|r?0!;bN0
三、动态汉化Windows原理 ,O-_Pv
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。 .m>Qlh
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? 6GVAR
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。 @2d9
7.X
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。 ?[>Y@we
-'d`(G"
四、"陷阱"技术 F$1{w"&
讨论"陷阱"技术,还要回到前面的两个发现。发现之二,已能解释为修改的Windows函数,而发现之一却仍是一个迷。 a_{'I6a*,
数据段存放的是变量及常量等内容,如果这里面包含有重定位信息,那么,必定要在变量说明中将函数指针赋给一个FARPROC类型的变量,于是,在变量说明中写下: C!+PBk[9
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; tX1`/}``
果然,在自己程序的数据段中也有了重定位信息。这样,当程序调入内存时,变量FarPro cFunc已是函数ExtTextOut的地址了。 89{;R
要直接修改代码段的内容,还遇到一个难题,就是代码段是不可改写的。这时,需要用到一个未公开的Windows函数AllocCStoDSAlias,取得与代码段有相同基址的可写数据段别名, 其函数声明为: uR.pQo07y<
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); V lO^0r^z
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 FV
aC8Kw
Windows中函数地址是32位,高字节是其模块的内存句柄,低字节是函数在模块内的偏移。将得到的可写数据段别名句柄锁定,再将函数偏移处的5个字节保留下来,然后将其改为转向替代函数(用 EA Jmp): z[R
dM#L
*(lpStr+wOffset) =0xEA; 'NfsAE
四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家广为熟知的汉化Windows产品,"陷阱"技术即动态修改Windows代码,一直是其对外宣称的过人技术。本文从Windows的模块调用机制与重定位概念着手,介绍了"陷阱"技术的实现,并给出了采用"陷阱"技术动态修改Windows代码的示例源程序。 6-/W4L)?>
//源程序 relocate.c qvGmJN0
"cly99t
#include <WINDOWS.H> ZF#n(Y?
#include <dos.h> 'Z9UqEGV
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); |JWYsqJ0U
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); n
c~JAT#'
typedef struct tagFUNC :AqtPV'
{ DrAIQ7Jd
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 a j
.7t=^
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 )1@%!fr
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 ,D(Bg9C
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 ePv`R'#
}FUNC;
(V'w5&f(L
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; fZsw+PSy
//Windows主函数 #r?[@aJ
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) Pec Zuv
{ F6Q%<p a
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 8'TIDu
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 8f)pf$v`
WORD wOffset; //函数偏移 fi ~@J`
LPSTR lpStr; dV'^K%#
LPLONG lpLong; eX}aa0
char lpNotice[96]; '/0e!x/8
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); \Zx&J.D
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); L2}<2
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); 7 H:y=?X6
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); f2SJ4"X
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 4@<wN \'
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); xE!0p EHd
lpStr=GlobalLock(hMemData); 8@S]P0lk
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); ~=[5X,Ta
//保存原函数要替换的头几个字节 U#iW1jPE2
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); @]2aPs} }6
Func.lOld=*lpLong; 'o0o.&/=
*(lpStr+wOffset)=0xEA; !T
,=kh
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; 4t/ ?b
GlobalUnlock(hMemData); r%X
M`;bQX
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); W7_m,{q
//将保留的内容改回来 Xc"
%-
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); =OPX9oG
lpStr=GlobalLock(hMemData); `Eu,SvkF w
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); kv+^U^WoU
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; Lw(tO0b2H
*lpLong=Func.lOld; %0}}Qt
GlobalUnlock(hMemData); 2DJg__("
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); L;{{P7
return 1; d=uGB"
} [cznhIvyO
K{@xZ)
//自己的替代函数 @o'L! 5Y
83'+q((<
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* {+d)M
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) 3ZyvX]@_
{ g`C8ouy
BYTE NameDot[96]= W_ Hoa*~
{ .;ofRx<
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, jJt4{c
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, (RG "2I3
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, 5M5vxJ)Lh
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, |/%5~=%7
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, d&Nji%Ej
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, $ywROa]
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, 9b,0_IMHH
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, 8tna<Hx
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, /7p(%vr
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 41+WIa
L
}; &V+KM"Ow
X%(NI(+x,
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; Ej6ho 0_
HDC hMemDC; GJ2ZK=/
BYTE far *lpDot; /'_<~A
int i; (pP.*`JRv
for ( i=0;i<3;i++ ) m8R=wb
:
{ j)YX=r;xM
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; S-~)|7d.
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); y^nT
G
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); o:3(J}
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); vx' ] ;
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); wqV"fZA\]
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); `VUJW]wGu
DeleteDC(hMemDC); 2 @T~VRy
DeleteObject(hBitmap); #G`K<%{?f
} 5VQ-D`kE+
return TRUE; H8dS]N~[Y
} =2NrmwWZs
W+U0Y,N6
//模块定义文件 relocate.def JZ5 ";*,
birc&<
NAME RELOCATE -U
A &Zt
EXETYPE WINDOWS yJ0%6],^g
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE B)L0hi
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE
(#O"
HEAPSIZE 1024 Vky]In=
EXPORTS -Eq[J k
mEi(DW)(
五、结束语 Qy[S~D_
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。