幾種常見的校驗(yàn)算法
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素材來源:網(wǎng)絡(luò)
編輯整理:strongerHuang
UART有一個(gè)奇偶校驗(yàn),CAN通信有CRC校驗(yàn)。Modbus、MAVlink、USB等通信協(xié)議也有校驗(yàn)信息。
在自定義數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí),有經(jīng)驗(yàn)的工程師都會(huì)添加一定校驗(yàn)信息。
你平時(shí)通信,或者數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí),你有用到校驗(yàn)信息嗎?下面就介紹幾種常見的校驗(yàn)算法。
一、校驗(yàn)和
校驗(yàn)和是最基本,也是嵌入式工程師最常用的一種校驗(yàn)算法,其實(shí)現(xiàn)方法很簡(jiǎn)單,簡(jiǎn)單到只有幾行代碼。
實(shí)現(xiàn)的方式方法很多,不同的編程語言,不同的應(yīng)用有所不同,下面以C語言8位校驗(yàn)和為例:
uint8_t CheckSum(uint8_t *Buf, uint8_t Len)
{
uint8_t i = 0;
uint8_t sum = 0;
uint8_t checksum = 0;
for(i=0; i<Len; i++)
{
sum += *Buf++;
}
checksum = sum & 0xff;
return checksum;
}
二、異或校驗(yàn)
【異或校驗(yàn)】與【校驗(yàn)和】類似,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行“異或”,最終得到一個(gè)“異或值”。
uint8_t CheckXOR(uint8_t *Buf, uint8_t Len)
{
uint8_t i = 0;
uint8_t x = 0;
for(i=0; i<Len; i++)
{
x = x^(*(Buf+i));
}
return x;
}
校驗(yàn)和、異或校驗(yàn)的方式有很多種,比如有的還會(huì)傳入一個(gè)參數(shù)作為異或校驗(yàn)的值。
當(dāng)然,以上代碼僅供學(xué)習(xí)參考,實(shí)際應(yīng)用需結(jié)合項(xiàng)目情況修改代碼。
三、CRC校驗(yàn)
CRC:Cyclic Redundancy Check,即循環(huán)冗余校驗(yàn)。
CRC是數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域中最常用的一種查錯(cuò)校驗(yàn)碼,其特征是信息字段和校驗(yàn)字段的長(zhǎng)度可以任意選定。循環(huán)冗余檢查(CRC)是一種數(shù)據(jù)傳輸檢錯(cuò)功能,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多項(xiàng)式計(jì)算,并將得到的結(jié)果附在幀的后面,接收設(shè)備也執(zhí)行類似的算法,以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。(來自網(wǎng)絡(luò))
CRC校驗(yàn)屬于冗余校驗(yàn)中的一種,大學(xué)學(xué)計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的同學(xué)都應(yīng)該學(xué)過CRC校驗(yàn)(學(xué)習(xí)時(shí)可能沒幾個(gè)同學(xué)搞明白了)
CRC有多種變體,比如:CRC-1、 CRC-5-USB、 CRC-8、 CRC-16、 CRC-32、 CRC-64等。其中,在嵌入式領(lǐng)域,CRC-16用的比較多。
常見CRC參數(shù)模型:
比如一種在單片機(jī)上實(shí)現(xiàn)CRC16的源碼:
uint8_t CRCTAB_H[256] = {/*表省略*/};
uint8_t CRCTAB_L[256] = {/*表省略*/};
void CRC16(uint8_t *pData, uint8_t Len, uint8_t *CRC_H, uint8_t *CRC_L)
{
uint8_t i;
uint8_t index;
uint8_t crc_h = 0xFF;
uint8_t crc_l = 0xFF;
for(i=0; i<Len; i++)
{
index = crc_h^*(pData + i);
crc_h = crc_l^CRCTAB_H[index];
crc_l = CRCTAB_L[index];
}
*CRC_H = crc_h;
*CRC_L = crc_l;
}
CRC校驗(yàn)不同場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)方式不同,網(wǎng)上也有很多公開的庫(kù)和源碼,比如:
https://github.com/lammertb/libcrc
網(wǎng)上還有在線計(jì)算CRC校驗(yàn)值以及代碼生成工具,感興趣的讀者可以自行了解。
四、MD5算法
MD5:Message-Digest Algorithm 5,即“信息-摘要算法。
從名字來看就知道它是從MD3、MD4發(fā)展而來的一種加密算法,其主要通過采集文件的信息摘要,以此進(jìn)行計(jì)算并加密。
通過MD5算法進(jìn)行加密,文件就可以獲得一個(gè)唯一的MD5值,這個(gè)值是獨(dú)一無二的,就像我們的指紋一樣,因此我們就可以通過文件的MD5值來確定文件是否正確,密碼進(jìn)行加密后也會(huì)生成MD5值,論壇就是通過MD5值來驗(yàn)證用戶的密碼是否正確的。
MD5是輸入不定長(zhǎng)度信息,輸出固定長(zhǎng)度128-bits的算法。經(jīng)過程序流程,生成四個(gè)32位數(shù)據(jù),最后聯(lián)合起來成為一個(gè)128-bits散列?;痉绞綖椋笥?、取余、調(diào)整長(zhǎng)度、與鏈接變量進(jìn)行循環(huán)運(yùn)算。得出結(jié)果。
MD5的源碼在網(wǎng)上都能找到現(xiàn)成的,而且有不同編程語言(C、 C++、 JAVA)版本。
比如由網(wǎng)友talent518分享的C語言版本:
https://github.com/talent518/md5
五、其他算法
長(zhǎng)按前往圖中包含的公眾號(hào)關(guān)注
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