循环冗余校验码

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。

奇偶校验码、海明校验码和循环冗余校验码（CRC）奇偶校验码是 奇校验码 和 偶校验码 的统称.它们都是通过在要校验的编码上加⼀位校验位组成.如果是 奇校验 加上校验位后,编码中1的个数为 奇数个如果是 偶校验 加上校验位后,编码中1的个数为 偶数个⽔平奇偶校验是将若⼲字符组成⼀个信息块，对该信息块的字符中对应的位分别进⾏奇偶校验，下表给出了⽔平奇偶校验⽰例。

例:原编码 奇校验 偶校验0000 0000 1 0000 00010 0010 0 0010 11100 1100 1 1100 01010 1010 1 1010 0如果发⽣ 奇数 个位传输出错,那么编码中1的个数就会发⽣变化.从⽽校验出错误. 要求从新传输数据.⽬前应⽤的 奇偶校验码 有3种.⽔平奇偶校验码对每⼀个数据的编码添加校验位,使信息位与校验位处于同⼀⾏.垂直奇偶校验码把数据分成若⼲组,⼀组数据排成⼀⾏,再加⼀⾏校验码.针对每⼀⾏列采⽤ 奇校验 或 偶校验例: 有32位数据10100101 00110110 11001100 10101011垂直奇校验 垂直偶校验数据 10100101 1010010100110110 0011011011001100 1100110010101011 10101011校验为00001011 11110100⽔平垂直奇偶校验码就是同时⽤⽔平校验和垂直校验例:奇校验 奇⽔平 偶校验 偶⽔平数据 10100101 1 10100101 000110110 1 00110110 011001100 1 11001100 010101011 0 10101011 1校验 00001011 0 11110100 1然后是 海明校验码海明码也是利⽤奇偶性来校验数据的.它是⼀种多重奇偶校验检错系统,它通过在数据位之间插⼊k个校验位,来扩⼤码距,从⽽实现检错和纠错.设原来数据有n位,要加⼊k位校验码.怎么确定k的⼤⼩呢?k个校验位可以有pow(2,k) (代表2的k次⽅) 个编码,其中有⼀个代表是否出错.剩下pow(2,k)-1个编码则⽤来表⽰到底是哪⼀位出错.因为n个数据位和k个校验位都可能出错所以k满⾜ pow(2,k)-1 >= n+k设 k个校验码为 P1,P2…Pk, n个数据位为D0,D1…Dn产⽣的海明码为 H1,H2…H(n+k)如有8个数据位,根据pow(2,k)-1 >= n+k可以知道k最⼩是4那么得到的海明码是H12 H11 H10 H9 H8 H7 H6 H5 H4 H3 H2 H1D7 D6 D5 D4 P4 D3 D2 D1 P3 D0 P2 P1然后怎么知道Pi校验哪个位呢.⾃⼰可以列个校验关系表海明码 下标 校验位组H1(P1) 1 P1H2(P2) 2 P2H3(D0) 1+2 P1,P2H4(P3) 4 P3H5(D1) 1+4 P1,P2H6(D2) 2+4 P2,P3H7(D3) 1+2+4 P1,P2,P3H8(P4) 8 P4H9(D4) 1+8 P1,P4H10(D5) 2+8 P2,P4H11(D6) 1+2+8 P1,P2,P4H12(D7) 4+8 P3,P4从表中可以看出P1校验 P1,D0,D1,D3,D4,D6P2校验 P2,D0,D2,D3,D5,D6P3校验 P3,D1,D2,D3,D7P4校验 P4,D4,D5,D6,D7其实上表很有规律很容易记要知道海明码Hi由哪些校验组校验可以把i化成 ⼆进制数 数中哪些位k是1,就有哪些Pk校验如H7 7=0111 所以由P1,P2,P3H11 11=1011 所以由P1,P2,P4H3 3=0011 所以由P1,P2那看看Pi的值怎么确定如果使⽤偶校验,则P1=D0 xor D1 xor D3 xor D4 xor D6P2=D0 xor D2 xor D3 xor D5 xor D6P3=D1 xor D2 xor D3 xor D7P4=D4 xor D5 xor D6 xor D7其中xor是异或运算奇校验的话把偶校验的值取反即可.那怎么校验错误呢.其实也很简单. 先做下⾯运算.G1 = P1 xor D0 xor D1 xor D3 xor D4 xor D6G2 = P2 xor D0 xor D2 xor D3 xor D5 xor D6G3 = P3 xor D1 xor D2 xor D3 xor D7G4 = P4 xor D4 xor D5 xor D6 xor D7如果⽤偶校验那么 G4G3G2G1 全为0是表⽰⽆错误(奇校验全为1)当不全为0表⽰有错 G4G3G2G1 的⼗进制值代表出错的位.如 G4G3G2G1 =1010 表⽰H10(D5)出错了.把它求反就可以纠正错误了.下⾯举⼀个⽐较完全的例⼦:设数据为01101001,试⽤4个校验位求其偶校验⽅式的海明码.传输后数据为011101001101,是否有错?P1=D0 xor D1 xor D3 xor D4 xor D6=1 xor 0 xor 1 xor 0 xor 1=1P2=D0 xor D2 xor D3 xor D5 xor D6=1 xor 0 xor 1 xor 1 xor 1=0P3=D1 xor D2 xor D3 xor D7=0 xor 0 xor 1 xor 0=1P4=D4 xor D5 xor D6 xor D7=0 xor 1 xor 1 xor 0=0所以得到的海明码为0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1传输后为011101001101G1 = P1 xor D0 xor D1 xor D3 xor D4 xor D6=1G2 = P2 xor D0 xor D2 xor D3 xor D5 xor D6=0G3 = P3 xor D1 xor D2 xor D3 xor D7=0G4 = P4 xor D4 xor D5 xor D6 xor D7=1所以1001代表9即H9出错了,对它求反011001001101 和我们算的⼀样.由此可见 海明码 不但有检错还有纠错能⼒下⾯说下最后⼀种 CRC即 循环冗余校验码CRC码利⽤⽣成多项式为k个数据位产⽣r个校验位进⾏编码,其编码长度为n=k+r所以⼜称 (n,k)码. CRC码⼴泛应⽤于数据通信领域和磁介质存储系统中.CRC理论⾮常复杂,⼀般书就给个例题,讲讲⽅法.现在简单介绍下它的原理:在k位信息码后接r位校验码,对于⼀个给定的(n,k)码可以证明(数学⾼⼿⾃⼰琢磨证明过程)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,g(x)被称为 ⽣成多项式⽤C(x)=C(k-1)C(k-2)…C0表⽰k个信息位把C(x)左移r位,就是相当于 C(x)*pow(2,r)给校验位空出r个位来了.给定⼀个 ⽣成多项式g(x),可以求出⼀个校验位表达式r(x)C(x)*pow(2,r) / g(x) = q(x) + r(x)/g(x)⽤C(x)*pow(2,r)去除⽣成多项式g(x)商为q(x)余数是r(x)所以有C(x)*pow(2,r) = q(x)*g(x) + r(x)C(x)*pow(2,r) + r(x)就是所求的n位CRC码,由上式可以看出它是⽣成多项式g(x)的倍式.所以如果⽤得到的n位CRC码去除g(x)如果余数是0,就证明数据正确.否则可以根据余数知道 出错位 .在CRC运算过程中,四则运算采⽤ mod 2运算(后⾯介绍),即不考虑进位和借位.所以上式等价于C(x)*pow(2,r) + r(x) = q(x)*g(x)继续前先说下基本概念吧.1.多项式和⼆进制编码x的最⾼次幂位对应⼆进制数的最⾼位.以下各位对应多项式的各幂次.有此幂次项为1,⽆为0. x的最⾼幂次为r时, 对应的⼆进制数有r+1位例如g(x)=pow(x,4) + pow(x,3) + x + 1对应⼆进制编码是 110112.⽣成多项式是发送⽅和接受⽅的⼀个约定,也是⼀个⼆进制数,在整个传输过程中,这个数不会变.在发送⽅,利⽤ ⽣成多项式 对信息多项式做 模2运算 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运算 校验和纠错.⽣成多项式应满⾜:a.⽣成多项式的最⾼位和最低位必须为1b.当信息任何⼀位发⽣错误时,被⽣成多项式模2运算后应该使余数不为0c.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.⽣成多项式很复杂不过不⽤我们⽣成下⾯给出⼀些常⽤的⽣成多项式表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 1110110100163 57 3 x6+x+1 100001163 51 5 x12+x10+x5+x4+x2+1 10100001101011041 1024 x16+x15+x2+1 110000000000001013.模2运算a.加减法法则0 +/- 0 = 00 +/- 1 = 11 +/- 0 = 11 +/- 1 = 0注意:没有进位和借位b.乘法法则利⽤模2加求部分积之和,没有进位c.除法法则利⽤模2减求部分余数没有借位每商1位则部分余数减1位余数最⾼位是1就商1,不是就商0当部分余数的位数⼩于余数时,该余数就是最后余数.例 11101011)1100000101111101011101010110010(每商1位则部分余数减1位,所以前两个0写出)0000010(当部分余数的位数⼩于余数时,该余数就是最后余数)最后商是1110余数是010好了说了那么多没⽤的理论.下⾯讲下CRC的实际应⽤例: 给定的⽣成多项式g(x)=1011, ⽤(7,4)CRC码对C(x)=1010进⾏编码.由题⽬可以知道下列的信息:C(x)=1010,n=7,k=4,r=3,g(x)=1011C(x)*pow(2,3)=1010000C(x)*pow(2,3) / g(x) = 1001 + 011/1011所以r(x)=011所以要求的编码为1010011例2: 上题中,数据传输后变为1000011,试⽤纠错机制纠错.1000011 / g(x) = 1011 + 110/1011不能整除,所以出错了. 因为余数是110查1011出错位表可以知道是第5位出错.对其求反即可.循环冗余校验码CRC（Cyclic Redundancy Code）采⽤⼀种多项式的编码⽅法。

循环冗余校验码和海明码循环冗余校验码（CRC）是一种在数据传输中常用的纠错码，它利用多项式除法来进行计算，用来验证数据在传输过程中是否出现错误。

CRC码的计算过程比较简单，适用于高速传输和实时应用。

CRC码通常由一个生成多项式来生成，接收端也使用同样的生成多项式来进行校验，当数据在传输中出现错误时，接收端可以通过生成多项式计算来检测错误。

海明码（Hamming code）是一种可以进行错误检测和纠正的线性分组码，它可以通过添加冗余位来实现在传输过程中发生错误的位的纠正。

海明码在计算中利用了奇偶校验的原理，通过添加适当的奇偶位，可以实现对数据的错误检测和纠正。

海明码的计算过程相对复杂一些，但可以实现对数据的高效纠错。

CRC码和海明码在实际应用中有着各自的优缺点。

CRC码适用于高速传输和实时应用，它的计算速度快，但只能检测错误，并不能进行纠正。

而海明码可以进行错误检测和纠正，但计算复杂度较高，适用于传输速度较慢的场景。

在实际应用中，通常会根据具体的需求和场景来选择适合的错误检测和纠正技术。

在数据传输和存储领域，CRC码和海明码都有着广泛的应用。

在网络通信中，CRC码常用于以太网、Wi-Fi等高速传输中，用来验证数据的完整性。

而在存储系统中，海明码常用于磁盘和闪存等存储介质中，用来保证数据的可靠性和一致性。

这些应用场景都充分展现了CRC码和海明码在错误检测和纠正中的重要作用。

总的来说，CRC码和海明码都是常用的错误检测和纠正技术，它们在数据传输和存储中发挥着重要的作用。

虽然它们在计算复杂度、纠错能力等方面有所不同，但在实际应用中，可以根据具体的需求和场景来选择适合的技术。

通过合理的使用和结合，可以有效地保证数据的可靠传输和存储。

crc校验原理及代码CRC（循环冗余校验）是一种错误检测技术，通过对数据进行计算和比较，来确定数据是否被改变或破坏。

它主要用于数据通信中，确保数据的完整性。

CRC校验的原理是通过生成多项式来计算发送数据的校验码，并将校验码附加到数据末尾，接收方通过再次计算校验码来验证数据的完整性。

CRC采用二进制多项式除法的方式实现。

以下是一种常见的CRC校验算法，称为CRC-32算法，它使用32位的校验码：```pythondef crc32(data):crc = 0xFFFFFFFFfor byte in data:crc ^= bytefor _ in range(8):if crc & 1:else:crc >>= 1crc ^= 0xFFFFFFFFreturn crc```利用以上的代码，可以计算给定数据的CRC-32校验码。

下面是代码的解释：1. `crc32`函数的输入参数是字符串类型的数据。

2. `crc`变量初始值为0xFFFFFFFF，是32位全1的二进制数。

3.循环遍历输入数据中的每个字节，并进行计算。

4. `crc ^= byte`将校验码与当前字节进行异或操作。

5.在每个字节的8位中，循环判断最低位是否为17.若最低位为0，则直接右移一个位置。

8.在全部字节处理完成后，将校验码与0xFFFFFFFF进行异或操作，得到最终的校验码。

CRC校验在数据通信中非常常见，特别是在网络传输和存储媒介上。

它可以帮助检测传输过程中发生的位错误，提高数据的可靠性和完整性。

需要注意的是，CRC校验是一种错误检测机制，而不是错误纠正机制。

它只能告诉我们数据是否出现错误，而无法纠正错误。

若数据被改变或破坏，则接收方可以要求重新发送数据。

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。

4．4．6 循环冗余校验码循环冗余校验码（Cyclic Redundancy Check ,CRC）是一种检错、纠错能力很强的数据校验码，主要用于计算机网络、同步通信及磁表面存储器等应用场合。

循环冗余校验码是通过除法运算来建立有效信息位和校验位之间的约定关系。

假定，待编码的有效信息以多项式M（X）表示，将它左移若干位后，用另一个约定的多项式G（X）去除，所产生的余数就是校验位。

有效信息位与校验位相拼接就构成了CRC码。

当接收方收到发来的CRC码后，他仍用约定的多项式G（X）去除，若余数为0，表明该代码接收无误；若余数不为0，表明某一位出错，再进一步由余数值确定出错的位置，并予以纠正。

1．循环冗余校验码的编码方法如图3-7所示，循环冗余校验码由两部分组成，左边为信息位，右边为校验位。

若信息位为N位，校验位为K位，则该校验码被称为（N ＋K，N）码。

循环冗余校验码的编码步骤如下：（1）将待编码的N位有效信息位表示为一个n－1阶的多项式M（X）。

（2）将M（X）左移K位，得到M （X）·X k（K由预选的K＋1位的生成多项式G（X）决定）。

（3）用一个预选好的K＋1位的生成多项式G（X）对M（X）·X k 作模2除法。

（4）把左移K位后的的有效信息位与余数作模2加法，即形成长度为N＋K的CRC码。

M（X）·X k＋R(X) ＝Q(X)·G(X) 这里，需介绍一下模2的运算规则。

模2运算不考虑加法的进位和减法的借位，即0±0＝0，0±1＝1，1±0＝1，1±1＝0。

作模2除法时，上商的原则是当部分余数首位是1时（即使被除数比除数小），商取1，反之商取0，然后按模2加减求得余数。

当被除数逐步除完时，最终的余数比除数少一位，此余数就是校验位。

例3．26：选择生成多项式为G(X)＝X3＋X＋1，请把4位有效信息1100编码成CRC码。

循环冗余码(crc)及计算方法循环冗余校验码，简称CRC（Cyclic Redundancy Check），是一种数据传输异常检测方法，已经被广泛应用于数据链路层和物理层等数据通信领域。

在传输过程中，所传输的信息数据可能被多次修改，或者有噪声或干扰。

这就导致了所接收到的数据并不是最初发出的特定数据，使得传输失败或受到破坏。

作为一种效果比较好的校验技术，CRC校验码技术就派上用场了，它通过数据发送者事先计算出一串特定长度（字节）的校验码放入发送的数据帧中，接收者收到数据帧时会对数据帧进行检测，以查看接收的数据帧校验码与数据是否原来发出数据时相同，如果不同，就表示数据帧损坏，接收者通知发送者重发。

CRC校验码单元通过将发出方所发送的原始数据（数据帧data）与一个固定长度的多项式（CRC多项式）按位依次做按位异或的运算，来生成新的检验码，称之为CRC校验码（check）。

如果接收res方收到了与发送snd方发出的数据帧内容相同的数据帧，那么接收res方也可以使用CRC多项式对收到的数据帧做相同的计算，如果生成的CRC校验码与原始数据帧中存储的CRC校验码相同，说明数据接收是无误的。

如果不一致，说明中间可能发生了数据传输错误，数据接收存在错误，这可能是由于传输和接收途经的环境中有噪声或是由于数据本身的丢失/"随机"改变或添加其他数据导致的。

CRC校验码的计算方法通常有两种，查表法和无查表法。

查表法即在发送前定义好一张查表，根据查表给出CRC-Code。

无查表法是一种比较复杂的算法，该法首先根据CRC多项式，将多项式拆解成一个个单项式数及其系数，然后，根据定义式进行模2加，一直进行运算，得出最后的CRC校验值，该校验值就作为原来数据在发送前附加上去。

CRC校验码是目前数据链路层较为安全的一种编码技术，它可以在较大的概率内检测出传输中的比特错误。

而且，CRC校验的编码效率高，而且相当安全，是一种能够在低价值硬件中实现的有效的编码和校验技术。

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C(X)表示，将C(x)左移R位，则可表示成C(x)*2R，这样C(x)的右边就会空出R位，这就是校验码的位置。

通过C(x)*2R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C(x)。

如生成多项式为G(x)=X^4+X^3+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C(x)=X^3+X^2+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 1110110100163 57 3 x6+x+1 100001163 51 5 x12+x10+x5+x4+x2+1 10100001101011041 1024 x16+x15+x2+1 11000000000000101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。

循环冗余校验码⼀、奇偶校验码奇偶校验可描述为：给每⼀个码字加⼀个校验位，⽤它来构成奇性或偶性校验。

因此，若有⼀个码元是错的，就可以分辨得出，因为奇偶校验将成为奇性。

奇偶校验编码通过增加⼀位校验位来使编码中1的个数为奇数（奇校验）或者为偶数（偶校验），从⽽使码距变为2。

因为其利⽤的是编码中1的个数的奇偶性作为依据，所以不能发现偶数位错误。

⼀个⼆进制码字，如果它的码元有奇数个1，就称为具有奇性。

例如，码字“10110101”有五个1，因此，这个码字具有奇性。

同样，偶性码字具有偶数个1。

再以数字0的七位ASCII码（0110000）为例，如果传送后右边第⼀位出错，0变成1。

接收端还认为是⼀个合法的代码0110001（数字1的ASCII码）。

若在最左边加⼀位奇校验位，编码变为10110000，如果传送后右边第⼀位出错，则变成10110001，1的个数变成偶数，就不是合法的奇校验码了。

但若有两位（假设是第1、2位）出错就变成10110011，1的个数为5，还是奇数。

接收端还认为是⼀个合法的代码（数字3的ASCII码）。

所以奇偶校验不能发现。

奇偶校验位可由硬件电路（异或门）或软件产⽣：偶校验位 a n=a0⊕a1⊕a2⊕…⊕a n-1，奇校验位 a n=NOT（a0⊕a1⊕a2⊕…⊕a n-1）。

在⼀个典型系统⾥，在传输以前，由奇偶发⽣器把奇偶校验位加到每个字中。

原有信息中的数字在接收机中被检测，如果没有出现正确的奇、偶性，这个信息标定为错误的，这个系统将把错误的字抛掉或者请求重发。

在实际⼯作中还经常采⽤纵横都加校验奇偶校验位的编码系统--分组奇偶校验码。

现在考虑⼀个系统，它传输若⼲个长度为m位的信息。

如果把这些信息都编成每组n个信息的分组，则在这些不同的信息间，也如对单个信息⼀样，能够作奇偶校验。

图4中n个信息的⼀个分组排列成矩形式样，并以横向奇偶（HP）及纵向奇偶（VP）的形式编出奇偶校验位。

横向奇m位数字偶位个码字纵向奇偶位图 4 ⽤综横奇偶校验的分组奇偶校验码研究图4可知：分组奇偶校验码不仅能检测许多形式的错误。

1、循环冗余校验码（CRC码，CRC=Cyclic Redundancy Check）：是数据通信领域中最常用的一种差错校验码，其特征是信息字段和校验字段的长度可以任意选定。

2、生成CRC码的基本原理：任意一个由二进制位串组成的代码都可以和一个系数仅为‘0’和‘1’取值的多项式一一对应。

例如：代码1010111对应的多项式为x6+x4+x2+x+1，而多项式为x5+x3+x2+x+1对应的代码101111。

3、CRC码集选择的原则：若设码字长度为N，信息字段为K位，校验字段为R位(N=K+R)，则对于CRC码集中的任一码字，存在且仅存在一个R次多项式g(x)，使得 V(x)=A(x)g(x)=xRm(x)+r(x); 其中: m(x)为K-1次信息多项式， r(x)为R-1次校验多项式， g(x)称为生成多项式： g(x)=g0+g1x1+ g2x2+...+g(R-1)x(R-1)+gRxR 发送方通过指定的g(x)产生CRC码字，接收方则通过该g(x)来验证收到的CRC码字。

4、CRC校验码软件生成方法： 借助于多项式除法，其余数为校验字段。

例如：信息字段代码为: 1011001；对应m(x)=x6+x4+x3+1 假设生成多项式为：g(x)=x4+x3+1；则对应g(x)的代码为: 11001 x4m(x)=x10+x8+x7+x4 对应的代码记为：10110010000； 采用多项式除法: 得余数为: 1010 (即校验字段为：1010） 发送方：发出的传输字段为: 1 0 1 1 0 0 1 1010 信息字段校验字段 接收方：使用相同的生成码进行校验:接收到的字段/生成码（二进制除法） 如果能够除尽，则正确， 给出余数（1010）的计算步骤： 除法没有数学上的含义，而是采用计算机的模二除法，即，除数和被除数做异或运算。

进行异或运算时除数和被除数最高位对齐，按位异或。

1011001 0000 -11001 -------------------------- =01111010000 1111010000 -11001 ------------------------- =0011110000 11110000 -11001 -------------------------- =00111000 111000 - 11001 ------------------- = 0010104、利用CRC进行检错的过程可简单描述为：在发送端根据要传送的k位二进制码序列，以一定的规则产生一个校验用的r位监督码(CRC 码)，附在原始信息后边，构成一个新的二进制码序列数共k+r位，然后发送出去。

CRC32算法学习笔记以及如何用java实现一：说明二：基本概念及相关介绍2．1 什么是CRC在远距离数据通信中，为确保高效而无差错地传送数据，必须对数据进行校验即差错控制。

循环冗余校验CRC(Cyclic Redundancy Check/Code)是对一个传送数据块进行校验，是一种高效的差错控制方法。

CRC校验采用多项式编码方法。

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。

2．2 CRC的运算规则CRC加法运算规则：0+0=00+1=11+0=11+1=0 (注意：没有进位)CRC减法运算规则：0-0=00-1=11-0=11-1=0CRC乘法运算规则：0*0=00*1=01*0=01*1=1一、循环冗余校验码（CRC）CRC校验采用多项式编码方法。

被处理的数据块可以看作是一个n 阶的二进制多项式，由。

如一个8位二进制数10110101可以表示为：。

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，和逻辑异或运算一致。

采用CRC校验时，发送方和接收方用同一个生成多项式g（x）,并且g（x）的首位和最后一位的系数必须为1。

CRC的处理方法是：发送方以g（x）去除t（x），得到余数作为CRC校验码。

校验时，以计算的校正结果是否为0为据，判断数据帧是否出错。

CRC校验可以100％地检测出所有奇数个随机错误和长度小于等于k（k为g（x）的阶数）的突发错误。

所以CRC的生成多项式的阶数越高，那么误判的概率就越小。

CCITT建议：2048 kbit/s的PCM基群设备采用CRC-4方案，使用的CRC校验码生成多项式g（x）= 。

采用16位CRC校验，可以保证在 bit码元中只含有一位未被检测出的错误。

在IBM的同步数据链路控制规程SDLC的帧校验序列FCS中，使用CRC-16，其生成多项式g（x）= ；而在CCITT推荐的高级数据链路控制规程HDLC的帧校验序列FCS中，使用CCITT-16，其生成多项式g（x）= 。

crc-15循环冗余校验码的计算方法CRC-15循环冗余校验码（Cyclic Redundancy Check）是一种常用的校验码算法，用于检测数据传输过程中是否发生错误。

它可以在发送数据的一方进行校验，然后在接收数据的一方进行验证，以确保传输的数据的准确性和完整性。

CRC-15校验码的计算方法如下：1. 首先，确定生成多项式。

CRC-15使用的生成多项式为x^15 + x^14 + x^13 + x^11 + 1。

这意味着生成多项式的二进制表示为1010000000000011。

2. 将待发送的数据按位划分为多个字节（8位），并在每个字节的末尾添加15个零位（即加入15个0），形成一个新的数据序列。

3. 将生成多项式按位划分为多个字节，并在每个字节的末尾添加15个零位（即加入15个0），形成一个新的生成多项式序列。

4. 将新的数据序列与新的生成多项式序列进行异或运算。

具体方法是从数据序列的最高位开始，与生成多项式序列的最高位进行异或运算，得到结果后，将结果作为下一位的输入，继续进行异或运算，直到数据序列的最低位。

5. 将异或运算的结果作为校验码，附加在原始数据的后面。

6. 将带有校验码的数据发送给接收方。

7. 在接收方，将接收到的数据按位划分为多个字节，并进行与发送方相同的异或运算。

如果异或运算的结果为零，则表示数据传输没有错误；如果结果不为零，则表示数据传输中出现了错误。

CRC-15校验码的计算方法具有以下特点：1. 高效性：CRC-15校验码的计算方法简单，计算速度快，适用于高速数据传输。

2. 强错误检测能力：CRC-15校验码可以检测大部分单比特差错和随机错误，具有较高的错误检测能力。

3. 低冲突率：CRC-15校验码的生成多项式经过精心设计，具有较低的冲突率，减少了错误判定的可能性。

4. 简单实现：CRC-15校验码的计算方法可以通过移位和异或运算实现，不需要复杂的乘法和除法运算，简化了硬件设计和软件实现的复杂度。

crc循环冗余校验码计算循环冗余校验码（Cyclic Redundancy Check，CRC）是一种常用的校验码计算方法，用于检测和纠正数据传输中的错误。

CRC码通过对数据进行多项式除法运算来生成校验码，接收方可以利用校验码进行错误检测。

CRC的计算过程如下：1. 选择一个生成多项式，通常用一个二进制数表示。

常用的生成多项式有CRC-8、CRC-16和CRC-32等。

2. 将待校验的数据按位划分为若干个数据块。

3. 对每个数据块进行以下操作：在数据块的末尾添加与生成多项式位数相同的0。

将生成多项式左移至与数据块长度相同的位数。

将数据块与生成多项式进行异或运算。

4. 将每个数据块的结果进行异或运算，得到最终的校验码。

CRC码的优点是简单、快速，并且能够检测多种错误类型。

它广泛应用于数据通信、存储介质和网络传输等领域。

从多个角度来看，CRC的计算可以有以下几个方面的考虑：1. 生成多项式的选择，不同的生成多项式会导致不同的CRC码计算结果。

生成多项式的选取需要根据具体应用场景和需求进行权衡。

一般来说，生成多项式的位数越高，CRC的检测能力越强，但计算复杂度也会增加。

2. 数据块划分，数据块的划分方式可以影响CRC码的计算结果。

通常情况下，数据块的划分应该合理均匀，以保证CRC码的检测能力。

3. 异或运算，CRC码的计算过程中使用了异或运算，这是一种位运算，可以高效地进行数据处理。

异或运算的结果不仅取决于操作数的值，还取决于操作数的顺序。

因此，在进行异或运算时，需要注意操作数的顺序。

4. 校验码的应用，生成校验码后，可以将其附加在数据中进行传输。

接收方在接收到数据后，同样进行CRC码的计算，并将计算得到的校验码与接收到的校验码进行比较，以判断数据是否正确传输。

总结起来，CRC循环冗余校验码计算是一种通过生成多项式进行多项式除法运算的方法，用于检测和纠正数据传输中的错误。

在计算CRC码时，需要考虑生成多项式的选择、数据块的划分、异或运算的顺序以及校验码的应用等方面的因素。

循环冗余校验码1、前⾔循环冗余校验码简称CRC码,是⽬前使⽤⾮常⼴泛的数据校验⽅式.它不仅能校验传递过来的数据正确性,还能筛查出哪⼀位出现了错误.它的局限性是只能校验⼀位数据发⽣跳变,在现实世界当中数据发⽣跳变很⼤很⼤的概率只有⼀位发⽣变化,因此CRC码也拥有很⼤的发挥舞台.2、发送⽅数据处理a、前期准备假设发送⽅A向接收⽅B发送⼀串⼆进制数据101001.A需要计算出K位校验码,放在原始数据的后⾯⼀起发送给B.它们双⽅事先约定了⼀个私密的⼆项式G(x) = x^3 + x^2 +1,这个多项式⽤来计算校验码的位数和值.⼆项式的设计必须符合⼀定的规则,G(x)的最⾼项和最低项的系数必须为1.通过这个⼆项式我们⾸先可以获取K的⼤⼩,最⾼项x^3的幂指数3就等于K.另外通过⼆项式G(x)⽣成数据串G(x) = 1*x^3 + 1*x^2 + 0*x^1 +1*x^0 = 1101(将⼆项式前⾯的系数组合在⼀起就形成了数据串).数据串可以帮助我们计算出校验码的值.在有些情景下,我们⽆法获知多项式G(x).但直接得到了多项式⽣成后的数据串1101,此时怎么知道校验码有⼏位呢?⽤数据串的长度减去1就是K的⼤⼩.校验码的计算从上⾯描述可知⼆进制数据101001现在需要加上3位校验码,⽽⽤于校验的数据串也已经算出为1101.那通过这两个条件如何计算出校验码呢?在这⾥采⽤的是模2除法.模2除法它既不向上位借位,也不⽐较除数和被除数的相同位数值的⼤⼩,只要以相同位数进⾏异或运算即可.详细运算过程如下:101001后⾯需要加上3位校验码,先添加3个0替代变成101001000,随后对1101做模⼆除法然后要看被除数的最⾼位是1还是0,是1商就上1,是0商就上0.此时被除数最⾼位是1,所以商为1.1再乘以1101和1010做异或运算第⼀轮计算余数为0111,舍弃最⾼位0,将后⾯的0填上就变成了1110.此时被除数变成了1110,最⾼位仍然为1,所以商仍然上1,将1101和1101做异或运算.结果0011,舍弃最⾼位0,将后⾯的1填上,被除数就变成了0111.依次类推算到最后⼀位的余数为001.只要本着被除数的最⾼位为⼏商就写⼏的原则进⾏异或运算后的余数的最⾼位⼀定是0,是0就可以舍弃,继续进⾏下⾯的运算.最后得出的最终余数001就是我们想要的3位检验码.通过这种模⼆除法有什么好处呢?⽐如说数101001后⾯加三个0后对1101做模⼆除法,最终会得到三位余数.然后将三位余数替换被除数的三个0再对1101做模⼆除法时,余数⼀定为0.换⾔之101001001再对1101做模⼆除法时余数⼀定为0.利⽤这个特性就可以做数据校验.3、接受⽅数据校验接受⽅B此时已经接受到了A传递过来的数据 101001001,并且他也知道事先约定的多项式g(x),他先通过g(x)计算出数据串为1101.他现在要开始做校验操作了.让101001001对1101做模⼆除法.计算出来的余数为0,说明传送过来的数据正确.假如传送过来的数据101001001第⼆位发⽣了跳变,变成了101001011,那运算结果⼜会如何?最后计算出来的余数为010,并不为0,说明数据发⽣了跳变.⽽010代表数字2,指明是第⼆位数据出现了错误.细⼼的同学肯定会发现3位校验码最多只能表⽰8种情况,⽽101001001有9个数字,在最多只有⼀位数字发⽣跳变的前提下,它的错误情况有九种,这样的话3位校验码就⽆法表⽰所有的出错情况了.⽐如说101001001最⾼位发⽣了跳变.最⾼位发⽣跳变时,被除数的最⾼位为0,商上0继续运算,算到最后的余数为010.此时我们可以发现最⾼位(第9位)发现跳变时最后算出的余数是010,⽽第⼆位发⽣跳变时也是010,如果接收⽅算出了010,它也⽆法确定到底是第⼆位出错还是第九位出错,这样就只能检错⽽不能纠错.为了避免此类状况的发⽣,多项式g(x)和信息数据的长度设计显得尤为重要.。