循环冗余校验码原理
计算机网络原理 循环冗余码
计算机网络原理循环冗余码循环冗余校验码（CRC：Cyclic Redundancy Code）借助于循环码来实现校验。
循环码不同于奇偶校验码，它有两个显著特点：一是循环码适合于用代数方法分析码的结构，并可以用代数方法设计各种实用的、有较强纠错能力的码，并且无需很长的码长；二是由于码的循环特性，所需的编、译码设备比较简单，易于实现。
因此循环码在实际中得到广泛应用。
1．CRC的工作方法在发送端产生一个循环冗余码，附加在信息位后面一起发送到接收端，接收端收到的信息按发送端形成循环冗余码同样的算法进行校验，若有错，需重发。
2．循环冗余码的产生与码字正确性检验例子。
例1.已知：信息码：110011 信息多项式：K(X)=X5+X4+X+1生成码：11001 生成多项式：G(X)=X4+X3+1(r=4)求：循环冗余码和码字。
解：1)(X5+X4+X+1)*X4的积是X9+X8+X5+X4对应的码是1100110000。
2)积／G(X)(按模二算法)。
由计算结果知冗余码是1001，码字就是1100111001。
G(x)11001100001001×X r例2.已知：接收码字：1100111001 多项式：T(X)=X9+X8+X5+X4+X3+1生成码：11001 生成多项式：G(X)=X4+X3+1(r=4)求：码字的正确性。
若正确，则指出冗余码和信息码。
解：1)用字码除以生成码，余数为0，所以码字正确。
G(x)110011100111001×X r+R(x) S(x)2)因r=4，所以冗余码是：11001，信息码是1100113．循环冗余码的工作原理循环冗余码CRC在发送端编码和接收端校验时，都可以利用事先约定的生成多项式G(X)来得到，K位要发送的信息位可对应于一个(k-1)次多项式K(X)，r位冗余位则对应于一个(r-1)次多项式R(X)，由r位冗余位组成的n=k+r位码字则对应于一个(n-1)次多项式T(X)=Xr*K(X)+R(X)。
循环冗余码crc校验方法原理
循环冗余码crc校验方法原理循环冗余码（Cyclic Redundancy Check，CRC）是一种常用的错误检测方法，广泛应用于各种通信协议和数据传输系统中。
它通过生成简单的校验码来检测数据传输过程中的错误，并且可以检测到多个比特的错误。
CRC的原理是将数据和预先定义的除数进行异或运算，生成的余数作为校验码附加在传输的数据后面。
校验码的长度取决于除数的长度。
CRC校验过程大致分为以下几个步骤：1.选择除数：CRC校验使用一个预定义的除数，通常是一个固定的二进制数。
除数的长度决定了校验码的长度。
通常使用的除数是由多项式表示的，例如CRC-32使用的除数是0某04C11DB7。
2.对数据进行补位：为了保证数据与除数的位数一致，需要对数据进行补位操作。
通常是在数据的后面添加一些0，使得数据的位数与除数的位数相同。
3.生成校验码：将补位后的数据和除数进行异或运算，得到余数，这个余数就是校验码。
校验码的位数与除数的位数相同。
4.附加校验码：将生成的校验码附加到传输的数据后面，形成一个完整的帧。
5.接收端校验：接收端接收到数据后，执行同样的除数运算。
如果生成的余数与接收到的校验码相同，则数据没有出错。
如果不同，则数据传输过程中发生了错误。
CRC校验方法的优点包括计算简单、运算速度快、可靠性较高。
它可以检测到单比特、双比特、奇数比特和偶数比特的错误。
但是，CRC校验方法并不能纠正错误，只能检测错误。
当校验码本身出现错误时，也无法判断数据是否正确。
在实际应用中，CRC校验方法广泛应用于以太网、无线通信、存储介质等各种数据传输领域。
不同领域的应用可能使用不同的除数，以满足不同的数据传输要求。
总之，CRC校验方法利用除数运算生成校验码，通过校验码的比对来检测数据传输中的错误。
这种方法简单高效，广泛应用于各种通信协议和数据传输系统中，提高了数据传输的可靠性。
循环冗余码校验原理
循环冗余码校验原理循环冗余码校验英文名称为Cyclical Redundancy Check，简称CRC。
它是利用除法及余数的原理来作错误侦测（Error Detecting）的。
他将要发送的数据比特序列当作一个多项式f(x)的系数，发送时用双方预先约定的生成多项式G(x)去除，求得一个余数多项式，将余数多项式加到数据多项式之后发送到接收端，接收端同样用G(x)去除接收到的数据，进行计算，然后把计算结果和实际接收到的余数多项式数据进行比较，相同的话表示传输正确。
CRC校验检错能力强，容易实现，是目前应用最广的检错码编码方式之一。
在国际标准中，根据生成多项式G(x)的不同，CRC又可分为以下几种标准：①CRC-12码: G(x)=X12+X11+X3+X2+X+1②CRC-16码: G(x)=X16+X15+X2+1③CRC-CCITT码: G(x)=X16+X12+X5+1④CRC-32码: G(x)=X32+X26+X23+X22+X16+X12+X11+X10+X8+X7+X5+X4+X2+X1+X+1 CRC-12码通常用来传送6-bit字符串。
CRC-16及CRC-CCITT码则用是来传送8-bit字符，其中CRC-16为美国采用，而CRC-CCITT为欧洲国家所采用。
CRC-32码大都被采用在一种称为Point-to-Point的同步传输中。
下面以最常用的CRC-16为例来说明其生成过程。
CRC-16码由两个字节构成，在开始时CRC寄存器的每一位都预置为1，然后把CRC 寄存器与8-bit的数据进行异或，之后对CRC寄存器从高到低进行移位，在最高位（MSB）的位置补零，而最低位（LSB，移位后已经被移出CRC寄存器）如果为1，则把寄存器与预定义的多项式码进行异或，否则如果LSB为零，则无需进行异或。
重复上述的由高至低的移位8次，第一个8-bit数据处理完毕，用此时CRC寄存器的值与下一个8-bit数据异或并进行如前一个数据似的8次移位。
循环冗余校验码的原理及应用
循环冗余校验码的原理及应用循环冗余校验码（Cyclic Redundancy Check，简称CRC）是一种在数据传输中用于错误检测的校验码。
CRC的原理是通过在发送数据时附加一个校验值，接收端在接收数据时计算校验值，然后与发送端传递的校验值进行比较，如果两者一致，则说明数据传输没有错误，否则则存在数据错误。
CRC的应用非常广泛，包括网络传输、存储介质、通信等领域。
下面将详细介绍CRC的原理和应用。
1.原理：（1）生成多项式：CRC使用一个生成多项式进行计算。
该多项式可以是任意的，但在应用中通常使用一些标准的多项式。
生成多项式的位数确定了校验码的位数，通常为32位或64位。
（2）数据附加：在发送数据前，发送端会通过生成多项式对数据进行计算，生成一个校验码。
然后将校验码附加在原始数据的末尾。
（3）接收端计算：接收端在接收到数据后，通过与发送端使用同样的生成多项式对接收到的数据进行计算，生成一个接收端的校验码。
（4）校验比较：接收端的生成校验码与发送端传递的校验码进行比较，若一致，则说明数据传输没有错误；若不一致，则说明数据传输存在错误。
2.应用：（1）数据传输：CRC主要应用在网络传输领域，如以太网、Wi-Fi和蓝牙等。
在数据包发送前，发送端会对数据包进行CRC计算，然后将计算得到的校验码附加在数据包中。
接收端在接收到数据包后，再进行CRC计算，然后将计算得到的校验码与接收到的校验码进行比较，以判断是否存在传输错误。
（2）存储介质：CRC也应用在存储介质中，如硬盘驱动器、光盘等。
在数据存储时，CRC会被计算并存储在磁盘或光盘的头部或尾部。
在数据读取时，通过计算CRC来确保数据的完整性。
（3）通信：通信设备通常会使用CRC来检测数据的传输错误。
例如，调制解调器在发送数据前会计算CRC并将其附加在数据中，接收端在接收到数据后计算CRC，并与接收到的CRC进行比较。
（4）校验和验证：CRC也可以用于验证数据的完整性。
循环冗余校验码(crc)的基本原理
循环冗余校验码（CRC）的基本原理循环冗余校验码（CRC）的基本原理是：在K位信息码后再拼接R位的校验码，整个编码长度为N位，因此，这种编码又叫（N，K）码。
对于一个给定的（N，K）码，可以证明存在一个最高次幂为N-K=R 的多项式G(x)。
根据G(x)可以生成K位信息的校验码，而G(x)叫做这个CRC码的生成多项式。
校验码的具体生成过程为：假设发送信息用信息多项式f(X)表示，将f(x)左移R位（则可表示成f(x)*X R），这样f(x)的右边就会空出R 位，这就是校验码的位置。
通过f(x)* X R除以生成多项式G(x)得到的余数就是校验码。
几个基本概念1、多项式与二进制数码多项式和二进制数有直接对应关系：x的最高幂次对应二进制数的最高位，以下各位对应多项式的各幂次，有此幂次项对应1，无此幂次项对应0。
可以看出：x的最高幂次为R，转换成对应的二进制数有R+1位。
多项式包括生成多项式G(x)和信息多项式f(x)。
如生成多项式为G(x)=X4+X3+X+1，可转换为二进制数码11011。
而发送信息位1111，可转换为数据多项式为f(x)=X3+X2+X+1。
2、生成多项式是接受方和发送方的一个约定，也就是一个二进制数，在整个传输过程中，这个数始终保持不变。
在发送方,利用生成多项式对信息多项式做模2除生成校验码。
在接受方利用生成多项式对收到的编码多项式做模2除检测和确定错误位置。
应满足以下条件：a、生成多项式的最高位和最低位必须为1。
b、当被传送信息（CRC码）任何一位发生错误时，被生成多项式做模2除后应该使余数不为0。
c、不同位发生错误时，应该使余数不同。
d、对余数继续做模2除，应使余数循环。
将这些要求反映为数学关系是比较复杂的。
但可以从有关资料查到常用的对应于不同码制的生成多项式如图9所示：N K 码距d G(x)多项式G(x)7 4 3 x3+x+1 10117 4 3 x3+x2+1 11017 3 4 x4+x3+x2+1 111017 3 4 x4+x2+x+1 1011115 11 3 x4+x+1 1001115 7 5 x8+x7+x6+x4+1 11101000131 26 3 x5+x2+1 10010131 21 5 x10+x9+x8+x6+x5+x3+1 11101101 00163 57 3 x6+x+1 100001163 51 5 x12+x10+x5+x4+x2+1 10100001 101011041 1024 x16+x15+x2+1 110000000000 00101图9 常用的生成多项式3、模2除（按位除）模2除做法与算术除法类似，但每一位除（减）的结果不影响其它位，即不向上一位借位。
循环冗余校验码的原理及应用
循环冗余校验码的原理及应用循环冗余校验码（Cyclic Redundancy Check, CRC）是一种常见的错误检测技术，用于验证数据传输的准确性。
它通过在发送数据之前附加一个冗余的校验码，并在接收端对接收到的数据进行校验，以便快速检测并纠正传输中的错误。
1.将每个待发送的数据与一个固定的生成多项式进行除法运算。
2.将除法运算的余数作为校验码添加到发送的数据后面。
3.接收端在接收到数据后，同样使用相同的生成多项式进行除法运算。
4.若接收端得到的余数为0，则说明数据传输没有错误；否则，说明数据传输中出现了错误。
1.网络通信：在计算机网络中，常使用CRC校验码来验证数据包的完整性，防止在传输过程中数据被篡改或错误。
2.存储设备：在硬盘驱动器、固态硬盘等存储设备中，使用CRC校验码来检测存储数据的正确性，防止数据损坏。
3.移动通信：在移动通信中，如GSM、CDMA、LTE等系统中，使用CRC校验来保证无线信号的可靠传输。
4.协议栈：在各种网络协议中，如以太网、WiFi、TCP/IP等，CRC校验码被用于保证数据传输的正确性。
5.数据传输设备：在串行通信中，如串口通信、RS-232等，常使用CRC校验码来验证数据传输。
1.高检测准确率：使用CRC校验码可以有效检测常见的错误类型，如单个位错、双比特错等。
2.高效性能：CRC算法的计算速度快，在实际应用中对系统的性能要求较低。
3.算法简单：CRC算法的实现比较简单和高效，适用于各种硬件和软件平台。
4.容错能力强：CRC校验码可以检测出较长的比特序列错误，如在存储设备中检测大容量文件的正确性。
5.灵活性：通过选择不同的生成多项式，CRC校验码可以适用于不同的数据长度和校验要求。
然而，循环冗余校验码也有一些不足之处，如：1.无法纠正错误：CRC校验码只能检测错误，而无法对错误数据进行纠正。
2.相同残余：不同的错误数据可能会产生相同的CRC校验码，从而导致无法检测到错误。
循环冗余校验原理
循环冗余校验原理循环冗余校验（Cyclic Redundancy Check，CRC）是一种常用的数据传输错误检测技术，它通过对数据进行多项式计算生成一个校验码，并将该校验码附加在数据后面传输。
接收方接收到数据后，再对数据和校验码进行计算，如果计算结果与发送方生成的校验码一致，则说明数据传输过程中没有发生错误。
CRC的原理是基于余数定理和多项式除法。
将要传输的数据看作一个二进制数，在发送端对该数进行多项式除法运算，得到一个余数作为校验码。
接收方同样对接收到的数据进行多项式除法运算，并得到一个余数，如果该余数与发送方生成的校验码一致，则说明传输过程中没有发生错误。
具体地说，CRC通过以下步骤实现：1. 选择一个生成多项式G(x)，通常为一个二进制数。
这个生成多项式必须满足以下条件：首先，它必须能够被二进制整除；其次，它必须能够检测出所有长度小于等于n位（n为生成多项式的位数）的单比特差错；最后，它必须尽可能地能够检测出所有长度大于n位的双比特差错。
2. 将要传输的数据看作一个二进制数，长度为n。
在该数的末尾添加一个长度为n-1的0序列，得到一个长度为2n-1的新数。
3. 将生成多项式左移n-1位，得到一个长度为2n-1的多项式P(x)。
4. 对新数和P(x)进行模2除法运算，得到一个余数R(x)。
将该余数附加在原数据后面传输。
5. 接收方接收到数据后，同样将数据看作一个二进制数，并在末尾添加一个长度为n-1的0序列，得到一个长度为2n-1的新数。
然后对新数和P(x)进行模2除法运算，得到余数R'(x)。
6. 如果R'(x)=0，则说明传输过程中没有发生错误；否则说明发生了错误。
总之，CRC通过对数据进行多项式计算生成校验码，并将其附加在原数据后面传输，接收方再对数据和校验码进行计算以检测是否发生错误。
它具有高效、简单、可靠等优点，在通信领域中被广泛应用。
循环冗余校验码原理
软件编码和校验功能。
误检测按模2除法运算，用接收到的CRC位串除以G(X)位串，看是否能够除尽即可确定。
下面的C语言模块实现了CRC校验码编码和检错功能，程序中的G(X)使用CRC-16，
相应的位串为1100000000000101，用十六进制表示为0xc005。函数CrcGen以待发送的原始
数据缓冲区地址和缓冲区长度(字节数)为入口参数，产生并返回遵循CRC校验码编码规则
从crc校验码编码规则可以看出crc校验码实际上是由原始数据位串和紧跟其后的与gx位串等长的冗余位串组成只要求出此冗余位串发送方即可将原始数据和冗余位串装配成一crc位串序列后再发送
1、循环冗余校验码原理
CRC校验采用多项式编码方法，如一个8位二进制数(B7B6B5B4B3B2B1B0)可以用7
阶二进制码多项式B7X7+B6X6+B5X5+B4X4+B3X3+B2X2+B1X1+B0X0表示。
从CRC校验码编码规则可以看出，CRC校验码实际上是由原始数据位串和紧跟其后的
与G(X)位串等长的冗余位串组成，只要求出此冗余位串，发送方即可将原始数据和冗余位
串装配成一CRC位串序列后再发送。CRC校验码译码非常简单，只需从接收到正确CRC
校验码尾部截掉与G(X)位串等长冗余位串，余下的部分即为原始数据位串。CRC校验码错
while(--len＞=0)
｛
ch=*crcbuf++;ch＜＜=8;
for(i=0;i＜8;i++)
｛
crc＜＜=1;
if((ch&0x8000)!=0)crc｜=1;
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校验码尾部截掉与G(X)位串等长冗余位串，余下的部分即为原始数据位串。CRC校验码错
误检测按模2除法运算，用接收到的CRC位串除以G(X)位串，看是否能够除尽即可确定。
下面的C语言模块实现了CRC校验码编码和检错功能，程序中的G(X)使用CRC-16，
相应的位串为1100000000000101，用十六进制表示为0xc005。函数CrcGen以待发送的原始
数据缓冲区地址和缓冲区长度(字节数)为入口参数，产生并返回遵循CRC校验码编码规则
的且与G(X)位串等长的2字节冗余位串。函数CrcErr以接收到的CRC校验码缓冲区地址
和缓冲区长度(字节数)为入口参数，返回CRC校验结果，若有错，返回1(真)，否则，返回
for(i=0;i＜8,i++)
｛
crc＜＜=1;
if((ch&0x8000)!=0)crc｜=1;
if(crc＞=gx)crc∧=gx;
ch＜＜=1;
｝
｝
for(i=0;i＜16;i++)
｛
crc＜＜=1;
if(crc＞=gx)crc∧=gx;
｝
return(crc);
｝
int crcerr (unsigned char*crcbuf,short len)
好。目前，常用的有两种生成多项式G(X)的方法，分别是：
CRC-16 X16+X15+X2+1
CCITT X16+X12+X5+1
CRC校验码实际上是一种线性码，将任意CRC校验码循环移位后仍然是一个CRC校
验码。由于它有良好的结构，检错能力强，易于实现硬件编、译码，因此在数据通信系统中
得到广泛的应用。
2、CRC校验码生成和校验程序
对于某些不宜用硬件实现CRC校验而又需要用CRC校验码进行差错控制的系统中，须
用软件方法实现CRC校验，即实现编码、检错和译码功能。
从CRC校验码编码规则可以看出，CRC校验码实际上是由原始数据位串和紧跟其后的
与G(X)位串等长的冗余位串组成，只要求出此冗余位串，发送方即可将原始数据和冗余位
1、循环冗余校验码原理
CRC校验采用多项式编码方法，如一个8位二进ห้องสมุดไป่ตู้数(B7B6B5B4B3B2B1B0)可以用7
阶二进制码多项式B7X7+B6X6+B5X5+B4X4+B3X3+B2X2+B1X1+B0X0表示。
例如11000001可表示为
1X7+1X6+0X5+0X4+0X3+0X2+0X1+0X0
多项式乘除法运算过程与普通代数多项式的乘除法相同。多项式的加减法运算以2为
模，加减时不进、错位，如同逻辑异或运算。
采用CRC校验时，发送方和接收方事先约定一个生成多项式G(X)，并且G(X)的最高
项和最低项的系数必须为1。设m位数据块的多项式为M(X)，生成多项式G(X)的阶数必需
比M(X)的阶数低。CRC校验码的检错原理是：发送方先为数据块生成CRC校验码，使这
数位串1110，得到的即为CRC位串11010110111110，将对应多项式称为T(X)，显然，T(X)
能被G(X)除尽。这样，一旦接收到的CRC位串不能被同样的G(X)的位串除尽，那么一定
有传输错误。
当使用CRC校验码进行差错控制时，除了为G(X)的整数倍的差错多项式不能被检测外，
其它差错均能被查出。CRC校验码的差错控制效果取决于G(X)的阶数，阶数越高，效果越
一般说，n位二进制数可用(n-1)阶多项式表示。它把要发送的数据位串看成是系数只能
为“1”或“0”的多项式。一个n位的数据块可以看成是从Xn-1到X0的n项多项式的系数
序列，位于数据块左边的最高位是X n-1项的系数，次高位是X n-2项的系数，依此类推，位
于数据块右边的最低位是X0项的系数，这个多项式的阶数为n-1。
｛
register short short crc=0,ch,i;
unsigned short gx=0xc005;
while(--len＞=0)
｛
ch=*crcbuf++;ch＜＜=8;
for(i=0;i＜8;i++)
｛
crc＜＜=1;
if((ch&0x8000)!=0)crc｜=1;
if(crc＞=gx)crc∧=gx;
ch＜＜=1;
｝
｝
return((crc==0)?0∶1)
｝
以上CRC编码和校验函数结构良好，调用接口清晰，执行效率很高，且具有良好的可
移植性。需使用CRC校验码机制的通信软件，均可调用这两个函数高效地实现CRC校验码
软件编码和校验功能。
0(假)。函数代码如下：
unsigned short crcgen(unsigned char* databuf,short len)
｛
register unsigned short crc=0,ch,i;
unsigned short gx=0xc005；
while(--len＞=0)
｛
ch=*databuf++;ch＜＜=8;
(3)以2为模，从对应于XrM(X)的位串中减去余数位串，结果就是为数据块生成的
带足够校验信息的CRC校验码位串。
例如，设要发送的数据为1101011011，G(X)=X4+X+1，则首先在发送数据块的末尾加4
个0，得到11010110110000，然后用G(X)的位串10011去除，再用11010110110000减去余
个CRC校验码的多项式能被G(X)除尽，实际发送此CRC校验码；接收方用收到的CRC校
验码除以G(X)，如果能除尽，表明传输正确，否则，表示有传输错误，请求重发。
生成数据块的CRC校验码的方法是：
(1)设G(X)为r阶，在数据块末尾添加r个0，使数据块为m+r位，则相应的多项式
为XrM(X)；
(2)以2为模，用对应于G(X)的位串去除对应于XrM(X)的位串，求得余数位串；