CRC32 算法

2024-02-28 02:32
文章标签 算法 crc32

本文主要是介绍CRC32 算法,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

CRC是什么东西呢?

其实我们大家都不应该会对它陌生,回忆一下?你用过RARZIP等压缩软件吗?它们是不是常常会给你一个恼人的“CRC校验错误信息呢?我想你应该明白了吧,CRC就是块数据的计算值,它的全称是“Cyclic Redundancy Check”,中文名是循环冗余码“CRC校验就是循环冗余校验

CRC有什么用呢?

数据存储 数据通讯 领域, 为了保证数据的正确,就不得不采用检错的手段
在诸多检错手段中,CRC 是最著名的一种。

它的应用范围很广泛,最常见的就是在网络传输中进行信息的校对。其实我们大可以把它应用到软件保护中去,因为它的计算是非常非常非常严格的。严格到什么程度呢?你的程序只要被改动了一个字节(甚至只是大小写的改动),它的值就会跟原来的不同。所以只要给你的程序计算好CRC值,储存在某个地方,然后在程序中随机地再对文件进行CRC校验,接着跟第一次生成并保存好的CRC值进行比较,如果相等的话就说明你的程序没有被修改/破解过,如果不等的话,那么很可能你的程序遭到了病毒的感染,或者被Cracker16进制工具暴力破解过了。

CRC的原理。由于CRC实现起来有一定的难度,所以具体怎样用它来保护文件,留待下一节再讲。


首先看两个式子:
式一:9 / 3 = 3          (余数 = 0
式二:(9 + 2 ) / 3 = 3   (余数 = 2
除法运算就是将被减数重复地减去除数X次,然后留下余数,所以上面的两个式子可以用二进制计算为:
式一:
1001        --> 9
0011    -   --> 3
---------
0110        --> 6
0011    -   --> 3
---------
0011        --> 3
0011    -   --> 3
---------
0000        --> 0
,余数
一共减了3次,所以商是3,而最后一次减出来的结果是0,所以余数为0

式二:
1011        --> 11
0011    -   --> 3
---------
1000        --> 8
0011    -   --> 3
---------
0101        --> 5
0011    -   --> 3
---------
0010        --> 2,
余数
一共减了3次,所以商是3,而最后一次减出来的结果是2,所以余数为2。二进制减法运算的规则是,如果遇到0-1的情况,那么要从高位借1,就变成了(10+0)-1=1CRC运算有什么不同呢?让我们看下面的例子:
这次用式子30 / 9,不过请读者注意最后的余数:
11110        --> 30
1001    -    --> 9
---------
 1100        --> 12    
(很奇怪吧?为什么不是21呢?)
 1001   -    --> 9
 --------
  101        --> 5
,余数 --> the CRC!
这个式子的计算过程是不是很奇怪呢?它不是直接减的,而是用XOR的方式来运算最后得到一个余数。对啦,这个就是CRC的运算方法,明白了吗?CRC的本质是进行XOR运算,运算的过程我们不用管它,因为运算过程对最后的结果没有意义;我们真正感兴趣的只是最终得到的余数,这个余数就是CRC值。

进行一个CRC运算我们需要选择一个除数,这个除数我们叫它为“poly”,宽度W就是最高位的位置,所以我刚才举的例子中的除数9,这个poly 1001W3,而不是4,注意最高位总是1。如果我们想计算一个位串的CRC码,我们想确定每一个位都被处理过,因此,我们要在目标位串后面加上W0位。现在让我们根据CRC的规范来改写一下上面的例子:
Poly                    =    1001,宽度W = 3
位串Bitstring           =    11110
Bitstring + W zeroes    =    11110 + 000 = 11110000
11110000
1001||||    -
-------------
 1100|||
 1001|||    -
 ------------
  1010||
  1001||    -
  -----------
   0110|
   0000|    -
   ----------
    1100
    1001    -
    ---------
     101        --> 5
,余数 --> the CRC!
还有两点重要声明如下:
1、只有当Bitstring的最高位为1,我们才将它与poly进行XOR运算,否则我们只是将Bitstring左移一位。
2XOR运算的结果就是被操作位串Bitstringpoly的低W位进行XOR运算,因为最高位总为0

由于速度的关系,CRC的实现主要是通过查表法,对于CRC-16CRC-32,各自有一个现成的表,大家可以直接引入到程序中使用。两个表太长,在这里不列出来了,请读者自行在网络上查找。如果我们没有这个表怎么办呢?或者你跟我一样,懒得自己输入?不用急,我们可以自己动手,丰衣足食。你可能会说,自己编程来生成这个表,会不会太慢了?其实大可不必担心,而这个表只有区区256个双字,根本影响不了速度。

void CCrc32::MakeTable()

{

    int i,j;

    unsigned long crc;

    for (i = 0; i < 256; i++)

    {

        crc = i;

        for (j = 0; j < 8; j++)

        {

            if (crc & 1)

                crc = (crc >> 1) ^ 0xEDB88320;

            else

                crc >>= 1;

        }

        Crc32Table[i] = crc;

    }

}

生成表之后,就可以进行运算了。
我们的算法如下:
1、将寄存器向右边移动一个字节。
2、将刚移出的那个字节与我们的字符串中的新字节进行XOR运算,得出一个指向值表table[0..255]的索引。
3、将索引所指的表值与寄存器做XOR运算。
4、如果数据没有全部处理完,则跳到步骤1

int CCrc32::GetCrc(CString &csData, DWORD dwSize)

{

    unsigned long crc  = 0xffffffff;

    int len;

    unsigned char* buffer;

    len = dwSize;

    buffer = (unsigned char*)(LPCTSTR)csData;

   

    while(len--)

    {

       crc = (crc >> 8) ^ Crc32Table[(crc & 0xFF) ^ *buffer++];

    }

    return crc ^ 0xffffffff;

}

这篇关于CRC32 算法的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/754216

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