動態漢化Windows技術的分析 (轉)

動態漢化Windows技術的分析 (轉)[@more@]"陷阱"技術探秘
──動態漢化技術的分析

四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家廣為熟知的漢化Windows產品,"陷阱"技術即動態修改Windows程式碼,一直是其對外宣稱的過人技術。本文從Windows的模組機制與重定位概念著手,介紹了"陷阱"技術的實現,並給出了採用"陷阱"技術動態修改Windows程式碼的示例源。

一、發現了什麼?

筆者多年來一直從事Windows下的開發工作,經歷了Windows 2.0 、 3.0 、3.1 ,直至Windows 95、NT的成長過程,也遍歷了長青視窗、長城視窗、Win、CStar、RichWin等多個Windows漢化產品。從現在看來,影響最大也最為成功的,當推四通利方的RichWin;此外,中文之星CStar與RichWin師出一門,其核心技術自然也差不多。其對外宣傳採用獨特的"陷阱" 技術即動態修改Windows程式碼,一直是筆者感興趣的地方。

EXEHDR是 Visual C++開發工具中很有用的一個程式,它可以檢查NE(New-Exe cutable)格式,用它來分析RichWin的WSENGINE.DLL或CStar的CHINESE.DLL,就會發現與眾不同的兩點(以CS1.20為例):

C:CSTAR>exehdr chinese.dll /v..................................6 type  offset target  BASE    060a  seg  2 offset 0000  PTR    047e  imp GDI.GETCHARABCWIDTHS  PTR    059b  imp GDI.ENUMFONTFAMILIES  PTR    0451  imp DISPLAY.14  ( EXTTEXTOUT )  PTR    0415  imp KEYBOARD.4  ( TOASCII )  PTR    04ba  imp KEYBOARD.5  ( ANSITOOEM )  PTR    04c9  imp KEYBOARD.6  ( OEMTOANSI )  PTR    04d8  imp KEYBOARD.134( ANSITOOEMBUFF )  PTR    05f5  imp USER.430    ( LSTRCMP )  PTR    04e7  imp KEYBOARD.135( OEMTOANSIBUFF )  PTR    0514  imp USER.431    ( ANSIUPPER )  PTR    0523  imp USER.432    ( ANSILOWER )  PTR    05aa  imp GDI.56      ( CREATEFONT )  PTR    056e  imp USER.433    ( ISCHARALPHA )  PTR    05b9  imp GDI.57      ( CREATEFONTINDIRECT )  PTR    057d  imp USER.434    ( ISCHARALPHANUMERIC )  PTR    049c  imp USER.179    ( GETSYSTEMMETRICS )  PTR    0550  imp USER.435    ( ISCHARUPPER )  PTR    055f  imp USER.436    ( ISCHARLOWER )  PTR    0532  imp USER.437    ( ANSIUPPERBUFF )  PTR    0541  imp USER.438    ( ANSILOWERBUFF )  PTR    05c8  imp GDI.69      ( DELETE )  PTR    058c  imp GDI.70      ( ENUMFONTS )  PTR    04ab  imp KERNEL.ISDBCSLEADBYTE  PTR    05d7  imp GDI.82      ( GETOBJECT )  PTR    048d  imp KERNEL.74  ( OPENFILE )  PTR    0460  imp GDI.91      ( GETTEXTEXTENT )  PTR    05e6  imp GDI.92      ( GETTEXTFACE )  PTR    046f  imp GDI.350    ( GETCHARWIDTH )  PTR    0442  imp GDI.351    ( EXTTEXTOUT )  PTR    0604  imp USER.471    ( LSTRCMPI )  PTR    04f6  imp USER.472    ( ANSINEXT )  PTR    0505  imp USER.473    ( ANSIPREV )  PTR    0424  imp USER.108    ( GETMESSAGE )  PTR    0433  imp USER.109    ( PEEKMESSAGE )35 relocations
(括號內為筆者加上的對應Windows 。)
第一,在資料段中,發現了重定位資訊。

第二,這些重定位資訊提示的函式,全都與文字顯示輸出和鍵盤、字串有關。也就是說漢化Windows,必須修改這些函式。

在這非常特殊的地方,隱藏著什麼呢?毋庸置疑,這與眾不同的兩點,對開啟"陷阱"技術之門而言,不是金鑰匙,也是敲門磚。

二、Windows的模組呼叫機制與重定位概念

為了深入探究"陷阱"技術,我們先來介紹Windows的模組呼叫機制。

Windows的執行分實、標準模式和增強模式三種,雖然這幾種模式各不相同,但其核心模組的呼叫關係卻是完全一致的,見圖一。

主要的三個模組,有如下的關係:

·KERNEL是Windows核心,它不依賴其它模組。

·GDI是Windows圖形裝置介面模組,它依賴於KERNEL模組。

·USER是Windows介面服務模組,它依賴於KERNEL、GDI模組及裝置程式等所有模組。

這三個模組,實際上就是Windows的三個動態連結庫。KERNEL有三種系統存在形式:Kern el.exe(真實模式)、Krnl286.exe(標準模式)、Krnl386.exe(386增強模式);GDI模組是Gdi.ex e;USER模組是User.exe。雖然檔名都以EXE為副檔名,但它們實際都是動態連結庫。



圖1 Windows的模組呼叫機制

同時,幾乎所有的API函式都隱藏在這三個模組中。用EXEHDR對這三個模組分析,就可列出一大堆大家所熟悉的Windows API函式。

以GDI模組為例,執行結果如下:

C:WINDOWSSYSTEM＞exehdr gdi.exe Exports: rd seg offset name ............ 351 1 923e EXTTEXTOUT exported, shared data 56 3 19e1 CREATEFONT exported, shared data ............
至此,讀者已能從Windows紛繁複雜的系統中理出一些頭續來。下面,再引入一個重要概念——重定位。
一個Windows程式對呼叫API函式或對其它動態庫的呼叫,在程式裝入前,都是一些不能定位的動態連結;當程式調入記憶體時,這些遠呼叫都需要重新定位,重新定位的依據就是重定位表。在Windows執行程式(包括動態庫)的每個段後面,通常都跟有這樣一個重定位表。重定位包含呼叫函式所在模組、函式序列號以及定位在模組中的位置。

例如,用EXEHDR /v 分析CHINESE.DLL得到:


6 type offset target .......... PTR 0442 imp GDI.351  ..........
就表明,在本段的0442H偏移處,呼叫了GDI的第351號函式。如果在0442H處是0000:FFFF ,表示本段內僅此一處呼叫了GDI.351函式;否則,表明了本段內還有一處呼叫此函式,呼叫的位置就是0442H處所指向的內容,實際上重定位表只含有引用位置的連結串列的鏈頭。那麼,GDI. 351是一個什麼函式呢?用EXEHDR對GDI.EXE作一分析,就可得出,在GDI的出口(Export)函式中,第351號是ExtTextOut。
這樣,我們在EXEHDR這一簡單而非常有用的工具幫助下,已經在Windows的浩瀚海洋中暢遊了一會,下面讓我們繼續深入下去。

三、動態漢化Windows原理

我們知道,傳統的漢化Windows的方法,是要直接修改Windows的顯示、輸入、列印等模組程式碼,或用DDK直接開發"中文裝置"驅動模組。這樣不僅工作量大,而且,系統的完備性很難保證,上也有很多限制(早期的長青視窗就是如此),所以只有從核心上修改Windows核心程式碼才是最徹底的辦法。

從Windows的模組呼叫機制,我們可以看到,Windows實際上是由包括在KERNEL、GDI、US ER等幾個模組中的眾多函式支撐的。那麼,修改其中涉及語言文書處理的函式,使之能適應中文需要,不就能達到漢化目的了嗎?

因而,我們可以得出這樣的結論:在自己的模組中重新編寫涉及文字顯示、輸入的多個函式,然後,將Windows中對這些函式的引用,改向到自己的這些模組中來。修改哪些函式才能完成漢化,這需要深入分析Windows的內部結構,但CHINESE.DLL已明確無誤地告訴了我們,在其資料段的重定位表中列出的引用函式,正是CStar修改了的Windows函式!為了驗證這一思路, 我們利用RichWin作一核實。

用EXEHDR分析GDI.EXE,得出ExtTextOut函式在GDI的第一程式碼段6139H偏移處(不同版本的Windows其所在程式碼段和偏移可能不一樣)。然後,用HelpWalk(也是Microsoft Visual C+ +開發工具中的一個)檢查GDI的Code1段,6139H處前5個位元組是 B8 FF 05 45 55,經過執行Ri chWin 4.3 for Inte後,再檢視同樣的地方,已改為 EA 08 08 8F 3D。其實反就知道,這5個位元組就是 Jmp 3D8F:0808,而控制程式碼為0x3D8F的模組,用HelpWalk能觀察正是RichWin 的WSENGINE.DLL的第一程式碼段( 模組名為TEXTMAN)。而偏移0808H處 B8 B7 3D 45 55 8B E C 1E,正是一個函式起始的地方,這實際上就是RichWin所重改寫的ExtTextOut函式。退出Ri chWin後,再用HelpWalk觀察GDI的Code1程式碼段,一切又恢復正常!這與前面的分析結論完全吻合!那麼,下一個關鍵點就是如何動態修改Windows的函式程式碼,也就是漢化Windows的核心——"陷阱"技術。

四、"陷阱"技術

討論"陷阱"技術,還要回到前面的兩個發現。發現之二,已能解釋為修改的Windows函式,而發現之一卻仍是一個迷。

資料段存放的是變數及常量等內容,如果這裡麵包含有重定位資訊,那麼,必定要在變數說明中將函式指標賦給一個FROC型別的變數,於是,在變數說明中寫下:

FARPROC FarProcFunc=ExtTextOut;

果然,在自己程式的資料段中也有了重定位資訊。這樣,當程式調入記憶體時,變數FarPro cFunc已是函式ExtTextOut的地址了。

要直接修改程式碼段的內容,還遇到一個難題,就是程式碼段是不可改寫的。這時,需要用到一個未公開的Windows函式AllocCStoDSAlias,取得與程式碼段有相同基址的可寫資料段別名, 其函式宣告為:

FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel);

引數是程式碼段的控制程式碼,返回值是可寫資料段別名控制程式碼。

Windows中函式地址是32位,高位元組是其模組的記憶體控制程式碼,低位元組是函式在模組內的偏移。將得到的可寫資料段別名控制程式碼鎖定,再將函式偏移處的5個位元組保留下來,然後將其改為轉向替代函式(用 EA Jmp):

*(lpStr+wOffset) =0xEA;

四通利方(RichWin)、中文之星(CStar)是大家廣為熟知的漢化Windows產品,"陷阱"技術即動態修改Windows程式碼,一直是其對外宣稱的過人技術。本文從Windows的模組呼叫機制與重定位概念著手,介紹了"陷阱"技術的實現,並給出了採用"陷阱"技術動態修改Windows程式碼的示例源程式。

//源程式 relocate.include ＜WINDOWS.H＞#include ＜dos.h＞BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECTFAR*lpRect,LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt);WORD FAR PASCAL AllocCStoDSAlias(WORD code_sel);typedef struct tagFUNC{FARPROC lpFarProcReplace;  //替代函式地址FARPROC lpFarProcWindows;  //Windows函式地址BYTE    bOld;        //儲存原函式第一位元組LONG    lOld;        //儲存原函式接後的四位元組長值}FUNC;FUNC  Func={MyExtTextOut,ExtTextOut};//Windows主函式int PASCAL WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow){HANDLE hMemCode;  //程式碼段控制程式碼WORD hMemData;  //相同基址的可寫資料段別名WORD  wOffset;  //函式偏移LPSTR  lpStr;LPLONG lpLong;char  lpNotice[96];hMemCode=HIWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows );wOffset=LOWORD((LONG) Func.lpFarProcWindows );wsprintf(lpNotice,"函式所在模組控制程式碼 0x%4xH,偏移 0x%4xH",hMemCode,wOffset); MessageBox(NULL,lpNotice,"提示",MB_OK); //取與程式碼段有相同基址的可寫資料段別名 hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode); lpStr=GlobalLock(hMemData); lpLong=(lpStr+wOffset+1 ); //儲存原函式要替換的頭幾個位元組Func.bOld=*(lpStr+wOffset);Func.lOld=*lpLong;*(lpStr+wOffset)=0xEA;*lpLong=Func.lpFarProcReplace;GlobalUnlock(hMemData);MessageBox(NULL,"改為自己的函式","提示",MB_OK);//將保留的內容改回來hMemData=AllocCStoDSAlias(hMemCode);lpStr=GlobalLock(hMemData);lpLong=(lpStr+wOffset+1 );*(lpStr+wOffset)=Func.bOld;*lpLong=Func.lOld;GlobalUnlock(hMemData);MessageBox(NULL,"改回原Windows函式","提示",MB_OK);return 1;}//自己的替代函式BOOL WINAPI MyExtTextOut(HDC hDC, int x, int y, UINT nInt1, const RECT FAR* lpRect, LPCSTR lpStr, UINT nInt2, int FAR* lpInt){BYTE NameDot[96]={  0x09, 0x00, 0xfd, 0x08, 0x09, 0x08, 0x09, 0x10, 0x09, 0x20,  0x79, 0x40, 0x41, 0x04, 0x47, 0xfe, 0x41, 0x40, 0x79, 0x40,  0x09, 0x20, 0x09, 0x20, 0x09, 0x10, 0x09, 0x4e, 0x51, 0x84,  0x21, 0x00, 0x02, 0x00, 0x01, 0x04, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00,  0x1f, 0xf0, 0x10, 0x10, 0x10, 0x10, 0x1f, 0xf0, 0x00, 0x00,  0x7f, 0xfc, 0x40, 0x04, 0x4f, 0xe4, 0x48, 0x24, 0x48, 0x24,  0x4f, 0xe4, 0x40, 0x0c, 0x10, 0x80, 0x10, 0xfc, 0x10, 0x88,  0x11, 0x50, 0x56, 0x20, 0x54, 0xd8, 0x57, 0x06, 0x54, 0x20,  0x55, 0xfc, 0x54, 0x20, 0x55, 0xfc, 0x5c, 0x20, 0x67, 0xfe,  0x00, 0x20, 0x00, 0x20, 0x00, 0x20};HBITMAP hBitmap,hOldBitmap;  HDC    hMemDC;  BYTE far *lpDot;  int    i;  for ( i=0;i＜3;i++ ){lpDot=(LPSTR)NameDot+i*32;hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC);hBitmap=CreateBitmap(16,16,1,1,lpDot);SetBitmapBits(hBitmap,32L,lpDot);hOldBitmap=Object(hMemDC,hBitmap);BitBlt(hDC,x+i*16,y,16,16,hMemDC,0,0,SRCCOPY);DeleteDC(hMemDC);DeleteObject(hBitmap);}return TRUE;}//模組定義檔案  relocate.defNAME      RELOCATEEXETYPE  WINDOWDE      PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLEDATA      PRELOAD MOVEABLE MULTIPLEHEAPSIZE  1024EXPORTS
五、結束語
本文從原理上分析了稱為"陷阱"技術的動態漢化Windows方法,介紹了將任一Windows函式呼叫改向到自己指定函式處的通用方法,這種方法可以擴充到其它應用中,如多語種顯示、不同內碼制式的切換顯示等。