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动态汉化Windows技术的分析

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"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 -oD,F $Rb  
+sNS  
四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家广为熟知的汉化Windows产品,"陷阱"技术即动态修改Windows代码,一直是其对外宣称的过人技术。本文从Windows的模块调用机制与重定位概念着手,介绍了"陷阱"技术的实现,并给出了采用"陷阱"技术动态修改Windows代码的示例源程序。 u#05`i:Z  
o$_0Qs$  
一、发现了什么? B5\l&4X  
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#cq!  
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): 1=VyD<dNG6  
,f03TBD}  
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v OM'iJB6=  
.................................. 8jK=A2pTa  
glAS$<  
6 type   offset target eSPS3|YYn  
BASE   060a seg   2 offset 0000 $KcAB0 B8  
PTR   047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS +]l?JKV  
PTR   059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES 1N5 E  
PTR   0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) wl=tN{R  
PTR   0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) NP>v @jO  
PTR   04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) SH*'<  
PTR   04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) ^Z (cV g  
PTR   04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) /E>;O47a  
PTR   05f5 imp USER.430   ( LSTRCMP ) f5}afPk  
PTR   04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) Gz`Jzh j  
PTR   0514 imp USER.431   ( ANSIUPPER ) X)g X9DA  
PTR   0523 imp USER.432   ( ANSILOWER ) cIug~ x>  
PTR   05aa imp GDI.56     ( CREATEFONT ) --HDEc|  
PTR   056e imp USER.433   ( ISCHARALPHA ) +h) "m/mE  
PTR   05b9 imp GDI.57     ( CREATEFONTINDIRECT ) LpHGt]|D  
PTR   057d imp USER.434   ( ISCHARALPHANUMERIC ) L K&c~ Uy  
PTR   049c imp USER.179   ( GETSYSTEMMETRICS ) j/v>,MM  
PTR   0550 imp USER.435   ( ISCHARUPPER ) P0N/bp2Uy  
PTR   055f imp USER.436   ( ISCHARLOWER ) /Qgb t  
PTR   0532 imp USER.437   ( ANSIUPPERBUFF ) Z;+,hR((  
PTR   0541 imp USER.438   ( ANSILOWERBUFF ) tpI/I bq  
PTR   05c8 imp GDI.69     ( DELETEOBJECT ) hvt]VC]]  
PTR   058c imp GDI.70     ( ENUMFONTS ) cGot0' mB  
PTR   04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE deVd87;@7[  
PTR   05d7 imp GDI.82     ( GETOBJECT ) }OkzP)(  
PTR   048d imp KERNEL.74   ( OPENFILE ) .0Ud?v>=  
PTR   0460 imp GDI.91     ( GETTEXTEXTENT ) 6:_~-xG  
PTR   05e6 imp GDI.92     ( GETTEXTFACE ) 3mgvWR  
PTR   046f imp GDI.350   ( GETCHARWIDTH ) k-$Acv(  
PTR   0442 imp GDI.351   ( EXTTEXTOUT ) _z_YJ7A>  
PTR   0604 imp USER.471   ( LSTRCMPI ) `&;#A*C0  
PTR   04f6 imp USER.472   ( ANSINEXT ) U$:^^Zt`B  
PTR   0505 imp USER.473   ( ANSIPREV ) [*%lm9 x  
PTR   0424 imp USER.108   ( GETMESSAGE ) l|g*E.:4  
PTR   0433 imp USER.109   ( PEEKMESSAGE ) '! >9j,BJ  
<I,4Kc!  
35 relocations <3Ftq=  
nC:T0OJv  
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) ^Ks1[xc*`  
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 W3i<Unq  
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 Rsx6vF8]5  
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。  &_)P)L  
NT6jwK.?)?  
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 Gm+D1l i  
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 l@Lk+-[D  
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 +m_ .?V6  
主要的三个模块,有如下的关系: V .Kjcy  
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 a$W O} g?  
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 AFt- V  
·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。 V``|<`!gd  
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。 R6~6b&-8  
以GDI模块为例,运行结果如下: tbQY&TO1  
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe 5{ap  
S iNgV\('U  
Exports: &zn|),  
F'~r?D  
rd seg offset name .]9`eGVWj  
............ cGE{dWz  
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data R;"$PH D  
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data PvKGB01_  
............ {[uhIJD3g6  
2e6P?pX~2  
至此,读者已能从Windows纷繁复杂的系统中理出一些头续来。下面,再引入一个重要概念——重定位。 8Y SvBy  
一个Windows执行程序对调用API函数或对其它动态库的调用,在程序装入内存前,都是一些不能定位的动态链接;当程序调入内存时,这些远调用都需要重新定位,重新定位的依据就是重定位表。在Windows执行程序(包括动态库)的每个段后面,通常都跟有这样一个重定位表。重定位包含调用函数所在模块、函数序列号以及定位在模块中的位置。 `!8\ |/  
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: hu-]SGb6  
6 type offset target \Y,P  
(U\o0LI  
.......... i7RK*{  
R0M>'V?e  
PTR 0442 imp GDI.351 ^|/<e?~I  
HOD?i_  
.......... pIIp61=$  
zDg*ds\  
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。 mmQC9nZ  
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。 U/c+j{=~  
TJ)Nr*U3_  
三、动态汉化Windows原理 b'( AVA  
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。 Ioe.[&o6B  
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? ]xf89[;0  
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。 \m`IgP*  
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。 6I[*p0j5  
mI2Gs) SO  
四、"陷阱"技术 |A4B4/!  
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。 t{,$?}  
数据段存放的是变量及常量等内容,如果这里面包含有重定位信息,那么,必定要在变量说明中将函数指针赋给一个FARPROC类型的变量,于是,在变量说明中写下: 2NFk#_9e~  
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; U["<f`z4\  
果然,在自己程序的数据段中也有了重定位信息。这样,当程序调入内存时,变量FarPro cFunc已是函数ExtTextOut的地址了。 3 EAr=E]  
要直接修改代码段的内容,还遇到一个难题,就是代码段是不可改写的。这时,需要用到一个未公开的Windows函数AllocCStoDSAlias,取得与代码段有相同基址的可写数据段别名, 其函数声明为: JP!e'oWxi  
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); ln<[CgV8  
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 /5%'q~  
Windows中函数地址是32位,高字节是其模块的内存句柄,低字节是函数在模块内的偏移。将得到的可写数据段别名句柄锁定,再将函数偏移处的5个字节保留下来,然后将其改为转向替代函数(用 EA Jmp): 2k!uk6  
*(lpStr+wOffset) =0xEA; &[`2 4Db  
四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家广为熟知的汉化Windows产品,"陷阱"技术即动态修改Windows代码,一直是其对外宣称的过人技术。本文从Windows的模块调用机制与重定位概念着手,介绍了"陷阱"技术的实现,并给出了采用"陷阱"技术动态修改Windows代码的示例源程序。 }[%F  
//源程序 relocate.c %2RXrH2&H  
mAH7; u<  
#include <WINDOWS.H> 9f['TG,"  
#include <dos.h> x~'_;>]r_  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); BTsvL>Wy  
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); H28-;>'`  
typedef struct tagFUNC M"mvPr9  
{  WLWfe-  
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 lf\"6VIsR  
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 /XG7M=A$o  
BYTE   bOld;     //保存原函数第一字节 =ZHN]PP  
LONG   lOld;     //保存原函数接后的四字节长值 yI=nu53BV  
}FUNC; Z4 z|B&  
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; (9bU\4F\  
//Windows主函数 5I* 1CIO  
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) D~qi6@Ga  
{ #WA7}tHb  
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 Eoz/]b  
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 ym p*:lH(  
WORD   wOffset;   //函数偏移 Bl)D/  
LPSTR lpStr; '>OEQU5-  
LPLONG lpLong; )1 @v<I  
char   lpNotice[96]; uP7|#>1%  
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); 0r@L A|P  
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); 1`II%mf[  
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); ,>g( %3C  
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); PazWMmI  
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 ldG8hK  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); HJr*\%D}1  
lpStr=GlobalLock(hMemData); MPp:EH  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); ( *26aMp  
//保存原函数要替换的头几个字节 YTgT2w  
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); q.:a4w J  
Func.lOld=*lpLong; 2+|r*2_glo  
*(lpStr+wOffset)=0xEA; 5m;pHgkb  
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; [)Ia Xa  
GlobalUnlock(hMemData); "6e3Mj\  
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); 1>_$O|dE  
//将保留的内容改回来 -8:O?]+Q/  
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); WbFCj0  
lpStr=GlobalLock(hMemData); <q MX,h2  
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); NVVAh5R  
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; 3F6'3NvVc2  
*lpLong=Func.lOld; F0m[ls$  
GlobalUnlock(hMemData); C#&b`  
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); w6 Y+Y;,'f  
return 1; 8}z PDs  
} YU87l  
M/[9ZgDc  
//自己的替代函数 x ZAg  
^ ' )4RU  
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* HDo=WqG  
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) _#<l -R`  
{ *nM.`7g*[  
BYTE NameDot[96]= 4J[bh  
{ oOQan  
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, 4!glgEE*  
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, Rlr[uU_  
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, Yk4ah$}%-^  
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, $YBH;^#  
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, F7p`zf@O]  
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, yC }x6xG  
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, jaTCRn3|<  
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, I7ySm12}  
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, E;a9RV|  
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 %MfT5*||f  
}; 5OFb9YX  
t5p#g <$  
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; "MT{t><  
HDC   hMemDC; m<9W#  
BYTE far *lpDot; ,g)9ZP.F  
int   i; w68VOymD/  
for ( i=0;i<3;i++ ) I>3G"[t  
{ v2#qs*sW8  
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; Zfr?(y+3  
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); * 8D(Lp1  
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); el0W0T  
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); (7aE!r\Ab  
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); Bq:: 5,v  
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); [h :FJ  
DeleteDC(hMemDC); I'cM\^/h  
DeleteObject(hBitmap); ,wra f#UdP  
} 0xutG/-&N  
return TRUE; 64!V8&Ay  
} 6~+?DIc  
*Oe;JqQkK  
//模块定义文件 relocate.def Lop=._W  
)&elr,b /y  
NAME     RELOCATE X?"Ro`S  
EXETYPE   WINDOWS Z$@XMq!  
CODE     PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE Sytx9`G 5  
DATA     PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE I=`efc]T  
HEAPSIZE 1024 |}roR{gc|  
EXPORTS jdDcmR  
Xp3cYS*u  
五、结束语 dv \ oVD  
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。
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