IMEを使用したキーボード入力

はじめに

アジアの言語文化では、標準のキーボードレイアウトに必ずしも収まらない文字が多数あります。 これらの文字を入力するために、入力マネージャーエディター（ロシア語。「入力メソッドエディター」）と呼ばれる特別な技術が開発されました。 入力方式エディター（IME）は、ユーザーがキーボードに物理的に存在しない文字を入力できるようにするオペレーティングシステムのプログラムまたはコンポーネントです。

「インプットメソッドエディタ」（IME）という用語はもともとMicrosoft Windowsでのみ使用されていたという事実にもかかわらず、インプットメソッドを提供するプログラムの機能とインプットメソッドの一般的なサポートから区別することが重要な場合、現在他のオペレーティングシステムで使用されていますオペレーティングシステム。

「入力方法」という用語は、通常、Tsanjie、ピンインを使用した入力、または「デッド」キーの使用など、言語の特定のキーボード入力方法を意味します。

「入力方式エディター」という用語は、通常、入力方式（SCIMやMicrosoft IMEなど）を使用できる特定のプログラムを意味します。

デフォルトのIMEシステム

言語カルチャに含まれる文字が100文字以下の場合、キーボードから入力するときに、タイプライターの場合のように、押された複数のキーを1文字に変換する必要はありません。 最新のキーボードの場合、この規則は重要です。たとえば、QWERTYキーボードには102個のキーといくつかの修飾子が含まれます。 ただし、言語の文字数が100文字を超える場合、入力した文字をアプリケーションで使用する前に、入力した文字の組み合わせを変換する必要があります。 このプロセスは「通信プロセス」（FEP）と呼ばれ、IMEはWindows上のFEPの標準的な方法です。

デフォルトでは、IMEは選択された言語の音節音声入力カードを使用します。 通常のシナリオでは、ユーザーは特定の音節の発音に含まれるラテン文字を入力します。 IMEが入力された音節を認識すると、ユーザーに候補の単語またはフレーズのリストが表示され、ユーザーはそこから最終バージョンを選択できます。 選択された単語は、一連のMicrosoft Windowsメッセージ-WM_CHARを介してアプリケーションに送信されます。 IMEは（キーボード入力をインターセプトすることにより）通常のアプリケーションよりも低いレベルで動作するため、IMEの存在はアプリケーションに対して透過的です。 ほとんどすべてのアプリケーションウィンドウは、その存在を知らず、特別なコーディングを必要とせずに、IMEを簡単に使用できます。

選択した言語システムに応じて、2つまたは3つの段階で1つの単語を入力できます。

たとえば、日本語のスクリプト：

1. ユーザーはラテン語で音節の指定を入力します。 たとえば、「tsunami」という単語は「tsunami」と入力されます。
2. ラテン語で入力された音節は、ひらがなまたはカタカナの文字に自動的に置き換えられます。 ひらがなとカタカナは、日本語の各音に独自の特徴がある音節文字です。 たとえば、ユーザーがひらがなを選択した場合、「つ」は自動的に「つ」、「na」->「な」、「mi」->「み」に置き換えられます。
3. ユーザーは、単語をひらがなで記録したままにして、象形文字に変換できます。 象形文字への変換はT9入力システムに似ています。最悪の場合、ユーザーにはオプションのリストが表示され、そこから1つのオプションを選択する必要があります。 ひらがなの津波の例では、つなみは象形文字の津波に変わります。 3番目の段階では、通常「Space」、「Enter」、矢印、「numpad」キーを使用して変換を制御できます。 たとえば、スペースはひらがなから象形文字に変換され、別のスペースは置換オプション付きのリストを表示します。「Enter」は変換を終了し、入力された文字を「そのまま」残すことを意味します。

最初のスクリーンショットは、ユーザーが「構成文字列」と呼ばれる一連の文字を入力する方法を示しています（en。「構成文字列」）。 2つの提案されたシンボルのシーケンスがノートブックの1つのシンボル「F」に変換されたことに注意してください。

2番目のスクリーンショットは、ユーザーが音節の入力を完了したことを示し、IMEシステムは適切な単語の選択を提案します（ユーザーが「スペース」を押した）。 ユーザーは「Enter」を押して単語を確認できます。

Enterキーを押して入力した単語を確認すると、アプリケーション（この例ではメモ帳）は、WM_IME_CHARメッセージの形式で結果の文字列を受け取ります。 その後、アプリケーションがこのメッセージを処理しない場合、IMEシステムから標準のWM_CHARメッセージを受け取ります。

デフォルトのIME動作を上書きする

通常、IMEは標準のWindowsプロシージャを使用して（WinAPIを使用して）ウィンドウを作成します。

注：たとえばゲームの場合のように、アプリケーションが全画面モードで実行されている場合、標準ウィンドウは機能せず、アプリケーションの上に表示できません。 この問題を解決するには、アプリケーションがIMEメッセージを独自に処理し、IMEウィンドウに依存せずにこのタスクを完了する必要があります。

デフォルトでは、アプリケーションはIME関連のメッセージを処理し、Input Method Manager（IMM）を呼び出すことにより、IMEライブラリを直接使用できます。

ユーザーがIMEレイアウトを使用して複雑な文字を入力すると、IMMはアプリケーションにメッセージを送信して、作成ウィンドウの起動や「単語候補のリストの表示」などの重要なイベントを通知します。 通常、アプリケーションはこれらのメッセージを無視し、デフォルトでWindowsメッセージハンドラーに渡します。これにより、IMEライブラリが呼び出されます。

プロセス図（図2）は、テキスト入力プロセスがどのように発生するかを示しています。

1. IMMは、キーボードドライバーからキーストロークを受け取ると、ImeProcessKey関数を呼び出して仮想文字をIMEシステムに送信します。 この関数の結果が「0」の場合、キーストロークはオペレーティングシステムとアプリケーション自体で処理する必要があります。 メッセージWM_KEYDOWNおよびWM_KEYUP、次にWM_CHARまたはWM_COMMANDがアプリケーションに送信されます。
2. IMEシステムが「0」以外の結果を返した場合、IMMは押された文字を送信し、IMEライブラリの「ImeToAsciiEx」関数を呼び出します。
3. IMEシステムは、アプリケーションに渡す必要のあるWindowsメッセージを含む「lpdwTransBuf」パラメーターを返します。 IMEシステムは、「構成文字列」が示されているパラメーターとしてhIMCも受け入れます。 操作中、IMEシステムはhIMCメモリ領域の内容を変更します。
4. IMMは「lpdwTransBuf」パラメーターを受信するたびに、このバッファーにアプリケーションのメッセージが含まれているかどうかを確認します。 通常、バッファにはWM_IME_COMPOSITIONメッセージが含まれており、構成行が変更されるたびにアプリケーションに送信する必要があります。
5. アプリケーションがIMEをサポートしていない場合、WM_IME_COMPOSITIONメッセージは処理されません。 したがって、ユーザーには入力が表示されません。 この場合、メッセージは対応するIME UIウィンドウ（「ImeInquire」関数での初期化中にIMEシステムによって作成されます）に送信されます。これは、IMEがアクティブ化されると常に作成されます。 IMEウィンドウには、ユーザーが入力した構成行が表示されます。
6. アプリケーションがIMEをサポートしている場合、WM_IME_COMPOSITIONメッセージを処理します。 構成文字列の内容を取得する場合、アプリケーションはライブラリ「Imm32.dll」から関数「ImmGetCompositionString」を呼び出します。 WM_IME_COMPOSITIONメッセージは、文字列が生成されたことをアプリケーションに通知する場合もあります。
7. アプリケーションがIMMから構成文字列を受信する場合、WM_IME_CHARメッセージに対してDefWindowProc関数を呼び出す必要があります。 さらに処理すると、このメッセージが再び生成される場合があります。
8. アプリケーションがIMEをサポートしていない場合、WM_IME_CHARメッセージを受け取ります。 アプリケーションがUnicodeをサポートしている場合、パラメーターでUnicode文字が渡されます。そうでない場合、アプリケーションはWM_CHARメッセージを受け取りますが、文字を変換する必要があることがわかります。
9. その結果、アプリケーションは常にWM_CHARメッセージを受信し、文字を変換するかどうかを認識します。

IMEライブラリは通常の拡張子が「.ime」の通常のDLLファイルです。 各IMEシステムは、Microsoft Windowsのレジストリ「HKEY_LOCAL_MACHINE \ SYSTEM \ ControlSet00X \ Keyboard Layouts」に登録する必要があります。 どのアプリケーションでも、キーボードコンテキストをいつでも取得できます。

IMEシステムを使用する場合の潜在的な脅威

IMEシステムを含む各キーボードレイアウトは、オペレーティングシステムのすべてのプロセスに常に読み込まれます。 ユーザー環境で実行されている通常のアプリケーションは、アドレス空間へのキーボードモジュールの読み込みを禁止できません。 IMEライブラリは、Windowsライブラリと同様に、オーバーライド可能ないくつかの関数をエクスポートするために必要です。 また、ライブラリをロードすると、DLLMain関数が常に呼び出されます。

キーロガーなどの攻撃を実装するには、攻撃者は、キーボードレイアウト（たとえば、US、UK、RU、CH、JP、KRのIME）に対してIMEシステムを作成するだけでよく、ウィンドウを表示せず、文字を変換します。 つまり ユーザーには見えなくなります。

上記のように、IMMマネージャーは常に、選択したIMEシステムにキーストロークコードを渡し、IMEライブラリからエクスポートされたImeProcessKeyおよびImeToAsciiEx関数を呼び出します。

キーストロークをインターセプトする最も簡単な方法は、「ImeProcessKey」関数を使用することです。この関数は、常に「0」を返して、特定の文字のメッセージがそれ以上処理されないようにします。 なぜなら IMEライブラリがすべてのプロセスにロードされると、ユーザーは標準的な手段で疑わしいアクティビティに気付くことができなくなります（たとえば、IMEライブラリには別のプロセスはありません）。

また、ImeProcessKeyがゼロ以外の値を返す場合、キーインターセプトはImeToAsciiEx関数で実行できますが、押されたキーのスキャンコードを目的のエンコードの文字に変換する必要があります。これは簡単な操作です。

より悪質なアクション

署名された（法的）IMEライブラリファイルは、ユーザーのコンピューターから簡単に削除できます。 IMEライブラリがサイバー犯罪者によって作成された場合、法的ライブラリの代わりに追加できます。 これにより、次の脅威が発生する可能性があります。

• 悪意のあるIMEは、すべてのユーザーの標準IMEを変更できます。
• ユーザーがデフォルトのIMEを変更しても、すでに選択されているIMEエディターは変更されません。 ユーザーはOSにログインするか、コンピューターを再起動する必要があります。
• IMEライブラリが別のスレッドで実行されている場合、引き続き動作します。 ユーザーは標準的な方法では完了できません。
• 攻撃者はレジストリの変更に特別な権限を設定して、IMEライブラリの削除を困難にすることができます。
• IMEは、16ビットアプリケーションおよびコマンドラインアプリケーションでもロードします。
• IMEはWinSockサブシステムをダウンロードして、インターネットにアクセスできます。