"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 0[<~?`:)
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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。 3DaQo0N
=_]2&(?
一、发现了什么? "S&%w8V
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。 >]=j'+]
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): na^sBq?\
_p?s9&
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v FecktD=
.................................. %c)[
kAU!
*4|Hqa
6 type offset target -|Kzo_"
v5
BASE 060a seg 2 offset 0000 8q)=
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS -A-tuyIsh"
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES 79=45' 8
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) Z2"?&pKV
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) hO[3 Z^X
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) US{3pkr;I]
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) +%\oO/4Fs
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) @/UfDye
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) [\R>Xcu>
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) vVT?h
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) 6Fy@s
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) Y\v-,xPm
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) @DC)]C2
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) wve=.n
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) m+itno
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) #0;HOeIiH
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) j8 C8X$
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) _#o'
+_Z
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) 0|D&"/.R#!
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) V[a[i>,Z
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) 2AVc?
9@
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) XN,,cU
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) F^!mI7Z|(2
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE @/%{15s.
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) <5@PWrU?[[
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) nW?R"@Zm
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) YwH./)r=
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) <Q<+4Y{R
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) 3z;_KmM
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) 7+w'Y<mJ
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) H(Ms^8Vs~:
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) A>.2OC+
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) ji+{ :D
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) PNSMcakD
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) Eaad,VBtU
Ml>( tec
35 relocations [&Hkn5yq
f c6g
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) g<\z= H
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 _x1EZ&dh
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。 q 6`G I6
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。 F=)eLE{W
HI&kP+,y
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 8cHE[I
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 3kmeD".
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。 ix Z)tNz
主要的三个模块,有如下的关系: 2k#t
.-
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 [FQ\I-GNC
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。
+f4W"t
·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。 ;+pOP |P=
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。 OuIv e>8
以GDI模块为例,运行结果如下: EP7AP4
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe %IBL0NQT
[;O^[Iybf:
Exports: (foBp
u@%|kc`
rd seg offset name jJwkuh8R
............ U l Mi.;/^
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data /48 =UK
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data +?`b=6e(`
............ @kD8^,( oH
8(X0
:
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。 \|Dei);k
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。 GO5 ~!g
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: _>bRv+RVR
6 type offset target yZ}d+7T}
+~2rW8
.......... ,yLw$-
qX>Q+_^
PTR 0442 imp GDI.351 #WE]`zd
L*?!Z^k
.......... EY>8O+
`{FwTZ=6{
就表明,在本段的0442H偏移处,调用了GDI的第351号函数。如果在0442H处是0000:FFFF ,表示本段内仅此一处调用了GDI.351函数;否则,表明了本段内还有一处调用此函数,调用的位置就是0442H处所指向的内容,实际上重定位表只含有引用位置的链表的链头。那么,GDI. 351是一个什么函数呢?用EXEHDR对GDI.EXE作一分析,就可得出,在GDI的出口(Export)函数中,第351号是ExtTextOut。 Zzd/K^gg
这样,我们在EXEHDR这一简单而非常有用的工具帮助下,已经在Windows的浩瀚海洋中畅游了一会,下面让我们继续深入下去。 +lO'wa7|3
igDyp0t
三、动态汉化Windows原理 nbd Gt
我们知道,传统的汉化Windows的方法,是要直接修改Windows的显示、输入、打印等模块代码,或用DDK直接开发"中文设备"驱动模块。这样不仅工作量大,而且,系统的完备性很难保证,性能上也有很多限制(早期的长青窗口就是如此),所以只有从内核上修改Windows核心代码才是最彻底的办法。 EH`0
从Windows的模块调用机制,我们可以看到,Windows实际上是由包括在KERNEL、GDI、US ER等几个模块中的众多函数支撑的。那么,修改其中涉及语言文字处理的函数,使之能适应中文需要,不就能达到汉化目的了吗? UCqs}U8
因而,我们可以得出这样的结论:在自己的模块中重新编写涉及文字显示、输入的多个函数,然后,将Windows中对这些函数的引用,改向到自己的这些模块中来。修改哪些函数才能完成汉化,这需要深入分析Windows的内部结构,但CHINESE.DLL已明确无误地告诉了我们,在其数据段的重定位表中列出的引用函数,正是CStar修改了的Windows函数!为了验证这一思路, 我们利用RichWin作一核实。 Gg0#H^s( (
用EXEHDR分析GDI.EXE,得出ExtTextOut函数在GDI的第一代码段6139H偏移处(不同版本的Windows其所在代码段和偏移可能不一样)。然后,用HelpWalk(也是Microsoft Visual C+ +开发工具中的一个)检查GDI的Code1段,6139H处前5个字节是 B8 FF 05 45 55,经过运行Ri chWin 4.3 for Internet后,再查看同样的地方,已改为 EA 08 08 8F 3D。其实反汇编就知道,这5个字节就是 Jmp 3D8F:0808,而句柄为0x3D8F的模块,用HelpWalk能观察正是RichWin 的WSENGINE.DLL的第一代码段( 模块名为TEXTMAN)。而偏移0808H处 B8 B7 3D 45 55 8B E C 1E,正是一个函数起始的地方,这实际上就是RichWin所重改写的ExtTextOut函数。退出Ri chWin后,再用HelpWalk观察GDI的Code1代码段,一切又恢复正常!这与前面的分析结论完全吻合!那么,下一个关键点就是如何动态修改Windows的函数代码,也就是汉化Windows的核心——"陷阱"技术。 J.M.L$
[EHrIn
四、"陷阱"技术 |k-XBp
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。 YT2'!R
1
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: sM\&.<B
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; lUh*?l
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 me%
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: =g@9>3~{!
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); nbvkP
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 {`.O|_b
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): Gm=>!.p
*(lpStr+wOffset) =0xEA; ^>r^3C)_-
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。 /3^P_\,>f
//源程序 relocate.c {sS_|sX
K^i"9D)A
#include <WINDOWS.H> T'rjh"C&|
#include <dos.h> Ex($
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); 6GOcI#C9C
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); V;9 }7mw
typedef struct tagFUNC Ht=$] Px
{ J^H=i)A
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 1
ycc5=.
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 |PM m?2^ R
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 j.c8}r&
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 .`L gYW
}FUNC; @oH[SWx
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; A1JzW)B
//Windows主函数 _dmL}t-
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) sj9D
{ Ob&W_D^=N
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 y' tRANxQ
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 $@87?Ab
WORD wOffset; //函数偏移 UxPGv;F
LPSTR lpStr; -ID!pT vW
LPLONG lpLong; B3L4F"
char lpNotice[96]; }]h\/,
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); *PB/iVH%6
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); \5[-Ml
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); Kd{#r/HZ
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); g{DFS[h
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 5t'Fv<g
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); J@bW^>g*6u
lpStr=GlobalLock(hMemData); Lbq_~
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); SgSk!lj
//保存原函数要替换的头几个字节 x1DVD!0 ~{
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); +Hyk'=.W
Func.lOld=*lpLong; e(\Q)re5Q
*(lpStr+wOffset)=0xEA; r>3^kL5UI
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; TU%"jb5
GlobalUnlock(hMemData); Lpm?#g uR
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); b:B[3|
//将保留的内容改回来 T]2U fi.
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); B82,.?
lpStr=GlobalLock(hMemData); uZ[/%GTX{)
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); Oc-u=K,B
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld;
<qn,
*lpLong=Func.lOld; H'Iq~Ft1
GlobalUnlock(hMemData); 0!IPcZjY7
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); 4_<
nQ9K
return 1; RSH/l;ii
} .;%q/hP
@W [{2d
//自己的替代函数 97x%2.\:
.wri5
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* $eCGez<E
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) 6<76O~hNZ
{ z+6QZQk
BYTE NameDot[96]= 5vGioO
{ :C}H y
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, nhT;b,G.Z
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, o>K &D$J;O
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, C*j9Iaj
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, HwW6tQ
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, '8Qw:f h
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, z"av|(?d
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, KZ4zF
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, w7ZG oh(
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, *zSxG[s
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 ^hysC c
}; W2n*bNI
cI3KB-lM#
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; i ha9!kf
HDC hMemDC; :s-EG;.
BYTE far *lpDot; >@:667i,`
int i; y;,y"W
for ( i=0;i<3;i++ ) _]EyEa
{ Xvq^1Y?
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; Q4CJ]J`
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); Ik-oI=>.
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); 1(#RN9
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot);
x~Pvh+O
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); :r^klJ(m
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); 9^p32G
DeleteDC(hMemDC); p~FQcW'a~
DeleteObject(hBitmap); ~ ;XYwQ"
} >Pyc[_j
return TRUE; a.CF9m5]c
} D8EeZUqU
,P!D-MN$V
//模块定义文件 relocate.def bm^X!i5
CX.SYr&!R
NAME RELOCATE SLg+H
EXETYPE WINDOWS Q-jf8A]
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE \"J?@
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE (`F|nG=X
HEAPSIZE 1024 'hy?jQ'|e
EXPORTS $59nu7yr
a0{[P$$
五、结束语 v*vn<nPAQ>
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。