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CRC校验算法及C#程序实现
CRC校验可以运用于传输数据过程中的验证,发送端发送有效数据时,先根据有效数据和生成多项式(ITT标准的多项式是X16+X12+X5+1)计算出CRC校验码,把CRC校验码加到有效数据后面一起发送;当接收数据时,取出前面有效数据部分,用同样生成多项式计算出CRC校验码,然后取出接收数据后面CRC校验码部分,对比两个校验码是否相同。如果相同,认为接收到的数据与发送的数据是一致的,传输正确;如果不同,认为传输数据出错。
CRC(循环冗余校验)算法主要是一个计算除法的过程。算法有两个输入值,第一个是输入的信号,这通常是一个很长的数据,作为被除数。第二个是一个与具体的CRC算法相关的多项式,称为生成多项式,用作除数。基本的计算过程是,两者作模2除法(本质上是对应位做异或运算),余数就是CRC校验码的结果。
I、基本算法(人工笔算):
ITT为例进行说明,它的生成多项式是X16+X12+X5+1,CRC校验码为16位,生成多项式17位。假如数据流为4字节:BYTE[3]、BYTE[2]、BYTE[1]、BYTE[0];
数据流左移16位,相当于扩大256×256倍,再除以生成多项式0x11021,做不借位的除法运算(相当于按位异或),所得的余数就是CRC校验码。
发送时的数据流为6字节:BYTE[3]、BYTE[2]、BYTE[1]、BYTE[0]、CRC[1]、CRC[0];
II、计算机算法1(比特型算法):
1)将扩大后的数据流(6字节)高16位(BYTE[3]、BYTE[2])放入一个长度为16的寄存器;
2)如果寄存器的首位为1,将寄存器左移1位(寄存器的最低位从下一个字节获得),再与生成多项式的简记式异或;
否则仅将寄存器左移1位(寄存器的最低位从下一个字节获得);
3)重复第2步,直到数据流(6字节)全部移入寄存器;
4)寄存器中的值则为CRC校验码CRC[1]、CRC[0]。
III、计算机算法2(字节型算法):
字节型算法的一般描述为:本字节的CRC码,等于上一字节CRC码的低8位左移8位,与上一字节CRC右移8位同本字节异或后所得的CRC码异或。
字节型算法如下:
1)CRC寄存器组初始化为全"0"(0x0000)。(注意:CRC寄存器组初始化全为1时,最后CRC应取反。)
2)CRC寄存器组向左移8位,并保存到CRC寄存器组。
3)原CRC寄存器组高8位(右移8位)与数据字节进行异或运算,得出一个指向值表的索引。
4)索引所指的表值与CRC寄存器组做异或运算。
5)数据指针加1,如果数据没有全部处理完,则重复步骤2)。
6)得出CRC。
简单例子
下面用一个简单的例子来说明CRC算法的计算过程。输入信号是101111,生成多项式是1001(对应数学表达式为X3+1)。被除数后面需要补充3个0。即101111000对1001做模2除法运算,得到一个3位的余数010,这个就是CRC校验码。在上例中,余数为010。将余数附加到输入信号后面,即发送数据为101111010,取接收端接收到的数据的前六位对1001做模2除法运算,看看得到的CRC校验码是不是等于接收数据的后三位。如果是,传输正确,如果不是,传输错误。
4 C#程序代码
这是采用比特型