"陷阱"技术探秘──动态汉化Windows技术的分析 G%x,t-
w|U@jr*H]
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。 a1Y _0
@+Anv~B.
一、发现了什么? CB7R{~
$
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。 ^
8Nr %NJ
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): HpgN$$\@
!C)>
C:\CSTAR>exehdr chinese.dll /v =<tJAoVV
.................................. -:1Gr8
w]}cB+C+l#
6 type offset target JeSkNs|vB
BASE 060a seg 2 offset 0000 5;KT-(q~
PTR 047e imp GDI.GETCHARABCWIDTHS ?[|4QzR
PTR 059b imp GDI.ENUMFONTFAMILIES MrygEC 5
PTR 0451 imp DISPLAY.14 ( EXTTEXTOUT ) p44uozbK
PTR 0415 imp KEYBOARD.4 ( TOASCII ) c=c.p
i"s
PTR 04ba imp KEYBOARD.5 ( ANSITOOEM ) OKNs (H
PTR 04c9 imp KEYBOARD.6 ( OEMTOANSI ) oz5lt4
PTR 04d8 imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF ) !*QA;*e
PTR 05f5 imp USER.430 ( LSTRCMP ) C&MqUj"]
PTR 04e7 imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF ) }v|[h[cZ
PTR 0514 imp USER.431 ( ANSIUPPER ) +Y%I0.?&5
PTR 0523 imp USER.432 ( ANSILOWER ) ^`C*";8Q
PTR 05aa imp GDI.56 ( CREATEFONT ) &wWGZ~T
PTR 056e imp USER.433 ( ISCHARALPHA ) I>(z)"1
PTR 05b9 imp GDI.57 ( CREATEFONTINDIRECT ) b*%WAVt2T
PTR 057d imp USER.434 ( ISCHARALPHANUMERIC ) ok=E/77`
PTR 049c imp USER.179 ( GETSYSTEMMETRICS ) #JT%]!
PTR 0550 imp USER.435 ( ISCHARUPPER ) UqQZ
A0e
PTR 055f imp USER.436 ( ISCHARLOWER ) _\V{X}ftqa
PTR 0532 imp USER.437 ( ANSIUPPERBUFF ) sT8kVN|Uv
PTR 0541 imp USER.438 ( ANSILOWERBUFF ) %Zi,nHg8
PTR 05c8 imp GDI.69 ( DELETEOBJECT ) |D_n4#X7u
PTR 058c imp GDI.70 ( ENUMFONTS ) OsuSx^}
PTR 04ab imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE B 0fo[Ev
PTR 05d7 imp GDI.82 ( GETOBJECT ) ^ZZ@!Udy
PTR 048d imp KERNEL.74 ( OPENFILE ) a/xCl
:=8q
PTR 0460 imp GDI.91 ( GETTEXTEXTENT ) o~z.7q
PTR 05e6 imp GDI.92 ( GETTEXTFACE ) dodz|5o%
PTR 046f imp GDI.350 ( GETCHARWIDTH ) gQzF C&g
PTR 0442 imp GDI.351 ( EXTTEXTOUT ) i3\oy`GJ
PTR 0604 imp USER.471 ( LSTRCMPI ) G}OrpPP
PTR 04f6 imp USER.472 ( ANSINEXT ) ZCq\Zk1O&
PTR 0505 imp USER.473 ( ANSIPREV ) mgl'
d
PTR 0424 imp USER.108 ( GETMESSAGE ) 'k) P(H
PTR 0433 imp USER.109 ( PEEKMESSAGE ) HrcnyQ`Q0
l~>rpG
35 relocations oFA$X Y
X=7vUb,\gB
(括号内为笔者加上的对应Windows API函数。) fwGz00C/U
第一,在数据段中,发现了重定位信息。 Czl 8Q oH
第二,这些重定位信息提示的函数,全都与文字显示输出和键盘、字符串有关。也就是说汉化Windows,必须修改这些函数。 "+OMo-<K7
在这非常特殊的地方,隐藏着什么呢?毋庸置疑,这与众不同的两点,对打开"陷阱"技术之门而言,不是金钥匙,也是敲门砖。 e}@J?tJK.L
%-zH]"Q$
二、Windows的模块调用机制与重定位概念 =>TtX@ Q{
为了深入探究"陷阱"技术,我们先来介绍Windows的模块调用机制。 $TUC?e9"h
Windows的运行分实模式、标准模式和增强模式三种,虽然这几种模式各不相同,但其核心模块的调用关系却是完全一致的。 w@D@,q'x
主要的三个模块,有如下的关系: >}`1'su
·KERNEL是Windows系统内核,它不依赖其它模块。 iDe0 5f1R
·GDI是Windows图形设备接口模块,它依赖于KERNEL模块。 -cS4B//IK8
·USER是Windows用户接口服务模块,它依赖于KERNEL、GDI模块及设备驱动程序等所有模块。 2yg'?tpj
这三个模块,实际上就是Windows的三个动态链接库。KERNEL有三种系统存在形式:Kern el.exe(实模式)、Krnl286.exe(标准模式)、Krnl386.exe(386增强模式);GDI模块是Gdi.ex e;USER模块是User.exe。虽然文件名都以EXE为扩展名,但它们实际都是动态链接库。同时,几乎所有的API函数都隐藏在这三个模块中。用EXEHDR对这三个模块分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函数。 A=>6$L];'
以GDI模块为例,运行结果如下: t"m`P1
C:\WINDOWS\SYSTEM>exehdr gdi.exe ?q8g<-?
R(#;yn
Exports: %x)U8
+mel0ZStS
rd seg offset name Lgw@y!Llij
............ kxiyF$
9
351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data (W6\%H2u
56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data J~ rC
............ W`rE\P
_25]>D$
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。 6#-; ,2i
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。 {+59YO
例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到: nK;
rEL
6 type offset target 81 Not
-x5bdC(d
.......... ;:YjgZ:+Q]
T{kwy3
PTR 0442 imp GDI.351
B#lj8I^|
DD3yl\#,
.......... )%W2XvG
8U$UI
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。 jWjK -q@Y
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。 v\T1,Z@N^
\YyU5f7';
三、动态汉化Windows原理 Ji:@z%osr
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。 2{qG
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? k0=y_7
=(5
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。 PhL5EYn
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。 2]KPW*V
7"U,N;y
四、"陷阱"技术 xL#oP0d<e
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。 0([jD25J!
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: 9Ei#t FMc
FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut; un%"s:
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。 7Et(p'
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: ?n~j2-[<
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); 6@361f[
参数是代码段的句柄,返回值是可写数据段别名句柄。 ~H."{
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): atnbM:t
*(lpStr+wOffset) =0xEA; s_+XSH[=f
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。 y9mZQq
//源程序 relocate.c agot
(
PhdL@Mr
#include <WINDOWS.H> BAed [
#include <dos.h> _Xe< JJvq
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt); ^W*)3;5
WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel); ;Q 6e&Ips/
typedef struct tagFUNC 3
+9|7=d
{
$VNn`0^gF
FARPROC lpFarProcReplace; //替代函数地址 vCr$miZ
FARPROC lpFarProcWindows; //Windows函数地址 *38\&"s4_
BYTE bOld; //保存原函数第一字节 2,`mNjHh
LONG lOld; //保存原函数接后的四字节长值 ;hp; Rd
}FUNC; Jk{2!uP
FUNC Func={MyExtTextOut,ExtTextOut}; 5Uz(Bi
//Windows主函数 Qc/J"<Lx
int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) +#9 (T
{ LLN^^>5|l
HANDLE hMemCode; //代码段句柄 msJn;(Pn
WORD hMemData; //相同基址的可写数据段别名 ioQlC4Y
WORD wOffset; //函数偏移 ~|]\.^B
LPSTR lpStr; T!$HVHh&,}
LPLONG lpLong; <<6#Uz.1
char lpNotice[96]; =i<(hgD
hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); s47"JKf"
wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows ); 6n g9 o6
wsprintf(lpNotice,"函数所在模块句柄 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); M6n.uho/
MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); yx4c+(J^8
//取与代码段有相同基址的可写数据段别名 >@W#@W*I@
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); 5T*7HC[
lpStr=GlobalLock(hMemData); ]P5u:~U
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); 6FAP *V;
//保存原函数要替换的头几个字节 m#P&Yd4T
Func.bOld=*(lpStr+wOffset); P]^]
T}5
Func.lOld=*lpLong; xEqrs6sR
*(lpStr+wOffset)=0xEA; YzVLa,[
*lpLong=Func.lpFarProcReplace; OC.@C}u
GlobalUnlock(hMemData);
w?"l4.E%
MessageBox(NULL,"改为自己的函数","提示",MB_OK); /GNYv*
//将保留的内容改回来 Dbd5d]]n3
hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); UNHHzTsr?
lpStr=GlobalLock(hMemData); P@ u%{
lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); F[Up
*(lpStr+wOffset)=Func.bOld; %hh8\5l.:
*lpLong=Func.lOld; U^I'X7`r
GlobalUnlock(hMemData); L x&ZWF$
MessageBox(NULL,"改回原Windows函数","提示",MB_OK); :}-[%LSV
return 1; N\$6R-L
} 4kEFbzwx
e)8iPu ..
//自己的替代函数 FB`HwE<
8V=o%[t
BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* Zx{'S3W
lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt) sa($3`d
{ OX2\H
BYTE NameDot[96]= =r2d{
{ "-oC,;yq
0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20, 6fiJ'
j@
0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40, ]Ea6Z
0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84, .nN7*))Fj
0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, ~%ZO8X:^
0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00, %K4-V5f
0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24, iD~s,
0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88, hb{(r@[WHv
0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20, bB["Qd}Q
0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe, |9h[Q[m
0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20 ~Q0}>m,S
}; Yv)/DsSyL
qJsEKuOs
HBITMAP hBitmap,hOldBitmap; ,??|R`S
HDC hMemDC; p%_TbH3j`
BYTE far *lpDot; X"]ZV]7(]s
int i; QK\z-'&n
for ( i=0;i<3;i++ ) *gnL0\*
{ P'+*d#*S
lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32; ~F-,Q_|-
hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC); >JhQ=j
hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot); "x)W3C%*S
SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot); l`k3!EZDS
hOldBitmap=SelectObject(hMemDC,hBitmap); ,~!lN yL
BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY); v3B
^d}+.
DeleteDC(hMemDC); 7RZ7q@@fgh
DeleteObject(hBitmap); 8I'?9rt2M
} a)e2WgVB/E
return TRUE; Z,z^[Jz
} R OS0Q9X
TL5bX+
//模块定义文件 relocate.def #{(rOb6H)
711z-
NAME RELOCATE Ni`qU(I'|
EXETYPE WINDOWS <Aa%Uwpc
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE JQb]mU%?
DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE KK?}`o
HEAPSIZE 1024 ?$?Ni)Z
EXPORTS 4d#W[
"](~VF[J8
五、结束语 j'W)Nyw$[
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。