信息碼添四個零,去除多項式,得到余數,為****
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那么傳送的12個比特就是11001101****。
Computer Networks 自頂向下方法書里有!
在代數編碼理論中,將一個碼組表示為一個多項式,碼組中各碼元當作多項式的系數。例如 1100101 表示為1·x6+1·x5+0·x4+0·x3+1·x2+0·x+1,即 x6+x5+x2+1。
設編碼前的原始信息多項式為P(x),P(x)的最高冪次加1等于k;生成多項式為G(x),G(x)的最高冪次等于r;CRC多項式為R(x);編碼后的帶CRC的信息多項式為T(x)。
發送方編碼方法:將P(x)乘以xr(即對應的二進制碼序列左移r位),再除以G(x),所得余式即為R(x)。用公式表示為T(x)=xrP(x)+R(x)
接收方解碼方法:將T(x)除以G(x),得到一個數,如果這個余數為0,則說明傳輸中無錯誤發生,否則說明傳輸有誤。
舉例來說,設信息編碼為1100,生成多項式為1011,即P(x)=x3+x2,G(x)=x3+x+1,計算CRC的過程為
xrP(x) =x3(x3+x2) = x6+x5 G(x)= x3+x+1 即 R(x)=x。注意到G(x)最高冪次r=3,得出CRC為010。
如果用豎式除法(計算機的模二,計算過程為
1110 ------- 1011 /1100000 (1100左移3位) 1011 ---- 1110 1011 ----- 1010 1011 ----- 0010 0000 ---- 010 因此,T(x)=(x6+x5)+(x)=x6+x5+x, 即 1100000+010=1100010
如果傳輸無誤,
T(x)= (x6+x5+x)/G(x) = , G(x)= 無余式。回頭看一下上面的豎式除法,如果被除數是1100010,顯然在商第三個1時,就能除盡。
上述推算過程,有助于我們理解CRC的概念。但直接編程來實現上面的算法,不僅繁瑣,效率也不高。實際上在工程中不會直接這樣去計算和驗證CRC。
下表中列出了一些見于標準的CRC資料:
名稱 生成多項式 簡記式* 應用舉例
CRC-4 x4+x+1 3 ITU G.704
CRC-8 x8+x5+x4+1 31 DS18B20
CRC-12 x12+x11+x3+x2+x+1 80F
CRC-16 x16+x15+x2+1 8005 IBM SDLC
CRC-ITU** x16+x12+x5+1 1021 ISO HDLC, ITU X.25, V.34/V.41/V.42, PPP-FCS,ZigBee
CRC-32 x32+x26+x23+...+x2+x+1 04C11DB7 ZIP, RAR, IEEE 802 LAN/FDDI,IEEE 1394,PPP-FCS
CRC-32c x32+x28+x27+...+x8+x6+1 1EDC6F41 SCTP
* 生成多項式的最高冪次項系數是固定的1,故在簡記式中,將最高的1統一去掉了,如04C11DB7實際上是104C11DB7。 ** 前稱CRC-CCITT。ITU的前身是CCITT。
備注:
(1)生成多項式是標準規定的
(2)CRC校驗碼是基于將位串看作是系數為0或1的多項式,一個k位的數據流可以看作是關于x的從k-1階到0階的k-1次多項式的系數序列。采用此編碼,發送方和接收方必須事先商定一個生成多項式G(x),其高位和低位必須是1。要計算m位的幀M(x)的校驗和,基本思想是將校驗和加在幀的末尾,使這個帶校驗和的幀的多項式能被G(x)除盡。當接收方收到加有校驗和的幀時,用G(x)去除它,如果有余數,則CRC校驗錯誤,只有沒有余數的校驗才是正確的。
1、將X的最高次冪為R的生成多項式G(X)轉換成對應的R+1位二進制數。
2、將信息碼左移R位,相當于對應的信息多項式C(X)*2R。
3、用生成多項式(二進制數)對信息碼做除,得到R位的余數。
4、將余數拼到信息碼左移后空出的位置,得到完整的CRC碼。
【例】假設使用的生成多項式是G(X)=X3+X+1。4位的原始報文為1010,求編碼后的報文。
解:
1、將生成多項式G(X)=X3+X+1轉換成對應的二進制除數1011。
2、此題生成多項式有4位(R+1)(注意:4位的生成多項式計算所得的校驗碼為3位,R為校驗碼位數),要把原始報文C(X)左移3(R)位變成1010 000
3、用生成多項式對應的二進制數對左移3位后的原始報文進行模2除(高位對齊),相當于按位異或:
1010000
1011
------------------
0001000
1011
------------------
011
得到的余位011,所以最終編碼為:1010 011
* CRC.C——CRC程序庫 */
#define CRCCCITT 0x1021
#define CCITT-REV 0x8408
#define CRC16 0x8005
#define CRC16-REV 0xA001
#define CRC32-POLYNOMIAL 0xEDB88320L
/* 以上為CRC除數的定義 */
#define NIL 0
#define crcupdate(d,a,t)*(a)=(*(a)8)^(t)[(*(a)8)^(d)];
#define crcupdate16(d,a,t)*(a)=(*(a)8^(t)[(*(a)^(d))0x00ff])
/* 以上兩個宏可以代替函數crcupdate和crcrevupdate */
#include #include #include /* 函數crchware是傳統的CRC算法,其返回值即CRC值 */ unsigned short crchware(data,genpoly,accum)
unsigned short data;/* 輸入的數據 */
unsigned short genpoly;/* CRC除數 */
unsigned short accum;/* CRC累加器值 */
{
static int i;
data=8;
for(i=8;i0;i--)
{
if((data^accum)0x8000)
accum=(accum1)^genpoly;
else
accum=1;
data=1;
}
return (accum);
}
/* 函數mk-crctbl利用函數crchware建立內存中的CRC數值表 */
unsigned short *mk-crctbl(poly,crcfn);
unsigned short poly;/* CRC除數--CRC生成多項式 */
Runsigned short (*crcfn)();/* 指向CRC函數(例如crchware)的指針 */
{
/* unsigned short */malloc(); */
unsigned short *crctp;
int i;
if((crctp=(unsigned short*)malloc(256*sizeof(unsigned)))==0)
return 0;
for(i=0;i256;i++)
crctp=(*crcfn)(i,poly,0);
return crctp;
}
/* 函數mk-crctbl的使用范例 */
if((crctblp=mk-crctbl(CRCCCITT,crchware))==NIL)
{
puts("insuff memory for CRC lookup table.\n");
return 1; */
/* 函數crcupdate用以用查表法計算CRC值并更新CRC累加器值 */
void crcupdate(data,accum,crctab)
unsigned short data;/* 輸入的數據 */
unsigned short *accum;/* 指向CRC累加器的指針 */
unsigned short *crctab;/* 指向內存中CRC表的指針 */
{
static short comb-val;
comb-val=(*accum8)^data;
*accum=(*accum8)^crctab[comb-val];
}
/* 函數crcrevhware是傳統的CRC算法的反序算法,其返回值即CRC值 */
unsigned short crcrevhware(data,genpoly,accum)
unsigned short data;
unsigned short genpoly;
unsigned short accum;
{
static int i;
data=1;
for(i=8;i0;i--)
{
data=1;
if((data^accum)0x0001)
accum=(accum1)^genpoly;
else
accum=1;
}
return accum;
}
/* 函數crcrevupdate用以用反序查表法計算CRC值并更新CRC累加器值 */
void crcrevupdate(data,accum,crcrevtab)
unsigned short data;
unsigned short *accum;
這幾天一直在看CRC校驗算法。CRC版本眾多,網站上實現算法一大坨,可一開始根本搞不清楚那個是哪個。連續上百度,嗶哩嗶哩,知乎看了很多解讀CRC算法的,終于有了一些眉目,打算寫下來,方便日后參考。
CRC算法核心其實只有一種,即二進制除法的實現,版本眾多的原因主要有以下幾個原因:
CRC字段的長度
多項式公式
初始值
輸出是否水平翻轉
輸入是否水平翻轉
結果異或值
我絕大多數的文章都只談到了CRC字段的長度和多項式公式,沒有涉及剩余的三項在crc算法中的應用。
CRC字段的長度 ,字段越長,對于crc算法的校驗能力越強。如果我們用出錯的概率來評估校驗能力的話。N長度的字段,他的校驗能力為1/2**N。此處的運算符號采用Python語言中的含義。
一般而言,我們取的長度主要有8位,16位和32位。當然也有一些比較奇特的,4位,5位和6位,還有7位。
多項式公式 是我們二進制多項式算法中的除數。不同的算法往往取的多項式是不一樣的。
初始值 ,是指CRC字段的初始值。常常是從0和全是1中選擇。
輸入反轉。 具體的操作方法實施將輸入的數據按照字節為單位進行水平反轉。比如01000001,翻轉結果是10000010。
輸出翻轉 。輸出翻轉的操作與輸入翻轉操作是一樣的。只是輸出翻轉是將整個CRC字段進行水平翻轉。
結果異或值 ,是用來和 通過上述的算法算出來的結果 進行異或的一個數據值。如果這個值是0的話,那么就相當于沒有進行異或。
為什么需要這么多看起來亂七八糟的種類呢。這些算法分別針對不同的數據的檢驗。針對不同的數據的特性,比如說某些數據,一開始就會有大量的零,如果不采用輸入翻轉或者初始值的話,那么這些0就對于校驗結果沒有任何影響。這就如我們想要的結果有出入了,我們希望校驗結果和數據是一一對應的,并且是唯一的。如果不唯一那么,校驗結果也就失去了意義。因此這么多算法的出現,主要原因就是為了適應不同的數據字符串的特點。
下面就是一些例子了。
驗證網站:
CRC意思是循環冗余碼校驗。
校驗原理:(M-R)/G=Q+0/G
說明:以接收到的校驗碼除以約定的除數,若余數為0,則可認為接收到的數據是正確的。
例:有效信息1101,生成多項式樣1011
循環校驗碼解:
有效信息1101(k=4),即M(x)=x3+x2+x0,生成多項式1011(r+1=4,即r=3);
即G(x)=x3+x1+x0,M(x)·x3=x6+x5+x3,即1101000(對1101左移三位);
M(x)·x3/G(x)=1101000/1011=1111+001/1011即1010的CRC是:1101001。
擴展資料:
CRC碼集選擇的原則:
若設碼字長度為N,信息字段為K位,校驗字段為R位(N=K+R),則對于CRC碼集中的任一碼字,存在且僅存在一個R次多項式g(x),使得
V(x)=A(x)g(x)=xRm(x)+r(x);
其中:m(x)為K次信息多項式,r(x)為R-1次校驗多項式,
g(x)稱為生成多項式:
g(x)=g0+g1x+g2x2+。。。+g(R-1)x(R-1)+gRxR
發送方通過指定的g(x)產生CRC碼字,接收方則通過該g(x)來驗證收到的CRC碼字。
參考資料來源:百度百科-CRC (循環冗余校驗)
通常的CRC算法在計算一個數據段的CRC值時,其CRC值是由求解每個數值的CRC值的和對CRC寄存器的值反復更新而得到的。這樣,求解CRC的速度較慢。通過對CRC算法的研究,我們發現:一個8位數據加到16位累加器中去,只有累加器的高8位或低8位與數據相作用,其結果僅有256種可能的組合值。因而,我們可以用查表法來代替反復的運算,這也同樣適用于CRC32的計算。本文所提供的程序庫中,函數crchware是一般的16位CRC的算法;mk-crctbl用以在內存中建立一個CRC數值表;crcupdate用以查表并更新CRC累加器的值;crcrevhware和crcrevupdate是反序算法的兩個函數;BuildCRCTable、CalculateBlockCRC32和UpdateCharac
terCRC32用于CRC32的計算。 /*CRC.C——CRC程序庫*/#define?CRCCCITT0x1021#define?CCITT-REV0x8408#define?CRC160x8005#define?CRC16-REV0xA001#define?CRC32-POLYNOMIAL0xEDB88320L/*以上為CRC除數的定義*/#define?NIL0#define?crcupdate(d,a,t)???*(a)=(*(a)8)^(t)[(*(a)8)^(d)];#define?crcupdate16(d,a,t)?*(a)=(*(a)8^(t)[(*(a)^(d))0x00ff])/*以上兩個宏可以代替函數crcupdate和crcrevupdate*/#include?stdio.h#include?stdlib.h#include?alloc.h/*函數crchware是傳統的CRC算法,其返回值即CRC值*/unsigned?short?crchware(data,genpoly,accum)unsigned?short?data;/*輸入的數據*/unsigned?short?genpoly;/*CRC除數*/unsigned?short?accum;/*CRC累加器值*/{????static?int?i;????data=8;????for(i=8;i0;i--)????{????????if((data^accum)0x8000)????????accum=(accum1)^genpoly;????????else????????accum=1;????????data=1;????}????return(accum);}/*函數mk-crctbl利用函數crchware建立內存中的CRC數值表*/unsigned?short?*mk-crctbl(poly,crcfn);unsigned?short?poly;????????/*CRC除數--CRC生成多項式*/Runsigned?short(*crcfn)();??/*指向CRC函數(例如crchware)的指針*/{????/*unsignedshort*/malloc();*/????unsignedshort*crctp;????inti;????if((crctp=(unsignedshort*)malloc(256*sizeof(unsigned)))==0)????return0;????for(i=0;i256;i++)????crctp=(*crcfn)(i,poly,0);????returncrctp;}/*函數mk-crctbl的使用范例*/if((crctblp=mk-crctbl(CRCCCITT,crchware))==NIL){????puts(insuffmemoryforCRClookuptable.n);????return1;*/????/*函數crcupdate用以用查表法計算CRC值并更新CRC累加器值*/????voidcrcupdate(data,accum,crctab)????unsignedshortdata;/*輸入的數據*/????unsignedshort*accum;/*指向CRC累加器的指針*/????unsignedshort*crctab;/*指向內存中CRC表的指針*/????{????????staticshortcomb-val;????????comb-val=(*accum8)^data;????????*accum=(*accum8)^crctab[comb-val];????}????/*函數crcrevhware是傳統的CRC算法的反序算法,其返回值即CRC值*/????unsignedshortcrcrevhware(data,genpoly,accum)????unsignedshortdata;????unsignedshortgenpoly;????unsignedshortaccum;????{????????staticinti;????????data=1;????????for(i=8;i0;i--)????????{????????????data=1;????????????if((data^accum)0x0001)????????????accum=(accum1)^genpoly;????????????else????????????accum=1;????????}????????returnaccum;????}????/*函數crcrevupdate用以用反序查表法計算CRC值并更新CRC累加器值*/????voidcrcrevupdate(data,accum,crcrevtab)????unsignedshortdata;????unsignedshort*accum;DvNews2.
crc32 — 計算一個字符串的 crc32 多項式
網頁名稱:go語言crc算法 c語言 go
網址分享:http://vcdvsql.cn/article18/hepjdp.html
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