"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析
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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。 &
XcY|y=W
8wwD\1pLS
一、发现了什么? /(XtNtO*
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。 $0{c=r9
EXEHDR是Microsoft Visual C++开发工具中很有用的一个程序,它可以检查NE(New-Exe cutable)格式文件,用它来分析RichWin的WSENGINE.DLL或CStar的CHINESE.DLL,就会发现与众不同的两点(以CStar 1.20为例): iGm[fxQ|
L%N|8P[
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v \/'u(|G
.................................. 3;#v$F8R
gP)g_K(e
6 type offset target DmPp&
BASE 060a seg 2 offset 0000 K~C*4H:9
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS elw<(<u`
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES Z9TG/C,eo
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) YB~}!F [(
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) rHh<_5-/>
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) llI`"a
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) `2UzJ~
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) .3!=]=
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) >H?8?a D
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) rsA K0R+
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) HPm12&8,
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) C:z K{+
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) @
Al\:
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) !SEg4z
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) vJ }^p}
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) ;aWH`^{i
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) :SziQQ
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) T/uj5pMG
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) Wu9@Ecb
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) yp_:]RE
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) oJ>]=^?k
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) k)dLJ<EM
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) OZs^c2
W
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE t-i;
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) KR%DpQ&{'
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) @'s^
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) -AJe\ J 2
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) 591Syyy
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) "{j4?3f)
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) $#8dtF
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) .[NB"\<q
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) `/8Dmg
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) %fo +Y+t
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) U,~\}$<I
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) !z$.Jcr1
Y6&w0~?!
35 relocations h /@G[5E
zT*EpIa+LS
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) vc5g4ud
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 :WJ[a#
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 STL&ZO
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 O2-9Oo@#,
G!uoKiL
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 g,r'].Jg
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 fOtL6/?
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 8:|F'{<<b
主要的三个模块,有如下的关系: E~3wdOZv1
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 I!|_C~I` 2
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 ?ep93:j
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 >PGW>W$
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。 ZM`6zS!
以GDI模块为例,运行结果如下: w =^QIr%
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe Ao69Qn
{+F/lN@
Exports: bM;==W
-uHD|
}
rd seg offset name s(o{SC'tt
............ n&jfJgD&g
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data *?VbN}g2
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data q
okgu$2
............ L
Me{5H
z}&?^YU*)`
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。 L#1YR}m
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。 wKIQK!B)mF
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: =c"`>Vi@d
6 type offset target -1;BwlL
^y]CHr
.......... aqSHo2]DX9
q;3.pRw(
PTR 0442 imp GDI.351 */;[ -9
*BF5B\[r?
..........
uQ=p }w
dgh)Rfp3
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。 y1G Vn o
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。 TL-sxED,,D
(sHqzWh
三、动态汉化Windows原理 y0k*iS
e
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。 )7l+\t
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? e)]9u$x
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。 k7z;^:
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。 *NHBwXg+
;P3sDN
四、"陷阱"技术 jCa%(2~iQ7
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。 rXPq'k'h#-
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: G1=GzAd$5
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; B"rnSui
果然,在自己程序的数据段中也有了重定位信息。这样,当程序调入内存时,变量FarPro cFunc已是函数ExtTextOut的地址了。 yV,ki^^
要直接修改代码段的内容,还遇到一个难题,就是代码段是不可改写的。这时,需要用到一个未公开的Windows函数AllocCStoDSAlias,取得与代码段有相同基址的可写数据段别名, 其函数声明为: TPH`{
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); r BQFC4L
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 7=(rk
Windows中函数地址是32位,高字节是其模块的内存句柄,低字节是函数在模块内的偏移。将得到的可写数据段别名句柄锁定,再将函数偏移处的5个字节保留下来,然后将其改为转向替代函数(用 EA Jmp): rJ|Q%utYz
*(lpStr+wOffset) =0xEA; DN3#W w2[r
四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家广为熟知的汉化Windows产品,"陷阱"技术即动态修改Windows代码,一直是其对外宣称的过人技术。本文从Windows的模块调用机制与重定位概念着手,介绍了"陷阱"技术的实现,并给出了采用"陷阱"技术动态修改Windows代码的示例源程序。 BQu_)@
//源程序 relocate.c kclClB:PS
A[`c2v-hF
#include <WINDOWS.H> QV,X> !Nz
#include <dos.h> 'Alt+O_
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); J6r"_>)z
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); xOnbYU
typedef struct tagFUNC |WqEJ*$,
{ r2M Iw
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 (&HAjB
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 pLjet~2}iJ
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 ~47Bbom
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 >{?~cNO&
}FUNC; _:DnF
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; ,#:* dl
//Windows主函数 (N{Rda*8
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) 3omFd#EP
{ "uf*?m3
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 D!<[\G
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 [!H2i
p-
WORD wOffset; //函数偏移 o!!";q%DX
LPSTR lpStr; t[* ;v
LPLONG lpLong; o8Vtxnkg
char lpNotice[96]; u>SGa @R)
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); exT
O#*o
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); y=7WnQc
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); XJ,P8nx
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); Vz[E)(QX-`
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 8s(?zK\
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); 0goKiPx
lpStr=GlobalLock(hMemData); RP 'VEJ
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); [-C-+jC
//保存原函数要替换的头几个字节 \i_y(;
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); db#QA#^S
Func.lOld=*lpLong; =2!AK[KxX
*(lpStr+wOffset)=0xEA; xEdCGwgp#
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; hp=TWt~
GlobalUnlock(hMemData); =.NZ{G
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); Au3>=x`
//将保留的内容改回来 9DcUx-
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); 3yg22y&l
lpStr=GlobalLock(hMemData); O92a*)
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); jm9J-%?
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; ]AkHNgW
*lpLong=Func.lOld; 7xz~%xC.
GlobalUnlock(hMemData); 9QE|p
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); \)Jv4U\;
return 1; ;]YQWK
} F[m"eEX
oz
$T.
//自己的替代函数 juOOD
0s )B~
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* i\hH .7G1
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) f[v~U<\R
{ R-nC+)^
BYTE NameDot[96]= uMOm<kn
{ %SORs(4
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, 7
+A-S9P)
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, )P4#P2
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, Vfew )]I
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, D~ _|`D5WK
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, `s74g0h
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, kB_u U !G
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, ]=ar&1}J
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, .C=&`;Vs
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, 3&i8C,u]/O
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 clfi)-^{K
}; F jdh&9Zc
$__e7
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; qZRx,^gd
HDC hMemDC; 04-phEA2Q
BYTE far *lpDot; Cr0
\7
int i; Y#'mALC2
for ( i=0;i<3;i++ ) +<&\*VR
{ Vlb L
p;
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; _J^q|
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); G#n99X@-
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); `L0aQ$'>z
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); s'%KKC
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); OdX-.FFl
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); ,])@?TJb@
DeleteDC(hMemDC); J]uYXsC
DeleteObject(hBitmap); 9D74/3b*
} ^aVoH/q*C
return TRUE; Y68`B"3
} 9HMW!DSK`
<}'hkEh{d=
//模块定义文件 relocate.def pKK&+umg
3$f%{~3
NAME RELOCATE INwc@XB
EXETYPE WINDOWS cyUNJw
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE ( 8+ _~_
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE 1lRqjnzve&
HEAPSIZE 1024 /_~b~3{u
EXPORTS n=v4m_e
it!i'lG
五、结束语 !fdni}f)
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。