CRC為什么是數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域中最常用的一種查錯(cuò)校驗(yàn)碼？

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)方法很簡單，簡單到只有幾行代碼。

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)不同場景實(shí)現(xiàn)方式不同，網(wǎng)上也有很多公開的庫和源碼，比如：

LibCRC – C語言中的開源CRC庫：

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是輸入不定長度信息，輸出固定長度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。基本方式為，求余、取余、調(diào)整長度、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。

五、其他算法

隨著變成技術(shù)越來越發(fā)達(dá)，校驗(yàn)算法也越來越多，有通用的算法，也有特殊領(lǐng)域特定的算法。

比如我之前做過密碼相關(guān)的開發(fā)，使用了由密碼管理局發(fā)布的SM3密碼雜湊算法。

還有從MD4算法改進(jìn)而來的SHA-1算法（Secure Hash Algorithm 1即安全散列算法1）。
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