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CRC常用参数模型及CRC32的C#代码实现


参数模型

CRC即循环冗余校验码(Cyclic Redundancy Check):是数据通信领域中最常用的一种查错校验码,其特征是信息字段和校验字段的长度可以任意选定。循环冗余检查(CRC)是一种数据传输检错功能,对数据进行多项式计算,并将得到的结果附在帧的后面,接收设备也执行类似的算法,以保证数据传输的正确性和完整性。

CRC算法参数模型解释:

  • NAME:参数模型名称。
  • WIDTH:宽度,即CRC比特数。
  • POLY:生成项的简写,以16进制表示。例如:CRC-32即是0x04C11DB7,忽略了最高位的"1",即完整的生成项是0x104C11DB7。
  • INIT:这是算法开始时寄存器(crc)的初始化预置值,十六进制表示。
  • REFIN:待测数据的每个字节是否按位反转,True或False。
  • REFOUT:在计算后之后,异或输出之前,整个数据是否按位反转,True或False。
  • XOROUT:计算结果与此参数异或后得到最终的CRC值。

常见CRC参数模型如下:

CRC算法名称 多项式公式 宽度 多项式 初始值 结果异或值 输入反转 输出反转
CRC-4/ITU x4 + x + 1 4 03 00 00 true true
CRC-5/EPC x5 + x3 + 1 5 09 09 00 false false
CRC-5/ITU x5 + x4 + x2 + 1 5 15 00 00 true true
CRC-5/USB x5 + x2 + 1 5 05 1F 1F true true
CRC-6/ITU x6 + x + 1 6 03 00 00 true true
CRC-7/MMC x7 + x3 + 1 7 09 00 00 false false
CRC-8 x8 + x2 + x + 1 8 07 00 00 false false
CRC-8/ITU x8 + x2 + x + 1 8 07 00 55 false false
CRC-8/ROHC x8 + x2 + x + 1 8 07 FF 00 true true
CRC-8/MAXIM x8 + x5 + x4 + 1 8 31 00 00 true true
CRC-16/IBM x16 + x15 + x2 + 1 16 8005 0000 0000 true true
CRC-16/MAXIM x16 + x15 + x2 + 1 16 8005 0000 FFFF true true
CRC-16/USB x16 + x15 + x2 + 1 16 8005 FFFF FFFF true true
CRC-16/MODBUS x16 + x15 + x2 + 1 16 8005 FFFF 0000 true true
CRC-16/CCITT x16 + x12 + x5 + 1 16 1021 0000 0000 true true
CRC-16/CCITT-FALSE x16 + x12 + x5 + 1 16 1021 FFFF 0000 false false
CRC-16/X25 x16 + x12 + x5 + 1 16 1021 FFFF FFFF true true
CRC-16/XMODEM x16 + x12 + x5 + 1 16 1021 0000 0000 false false
CRC-16/DNP x16 + x13 + x12 + x11 + x10 + x8 + x6 + x5 + x2 + 1 16 3D65 0000 FFFF true true
CRC-32 x32 + x26 + x23 + x22 + x16 + x12 + x11 + x10 + x8 + x7 + x5 + x4 + x2 + x + 1 32 04C11DB7 FFFFFFFF FFFFFFFF true true
CRC-32/MPEG-2 x32 + x26 + x23 + x22 + x16 + x12 + x11 + x10 + x8 + x7 + x5 + x4 + x2 + x + 1 32 04C11DB7 FFFFFFFF 00000000 false false

注:CRC算法选取的多项式会影响算法本身检查错误的能力,运用时不可随意定义多项式,选择一个通用的CRC多项式即可。

算法实现

此处只给出CRC-32算法的查表法代码实现,该算法的应用有ZIP、RAR、IEEE 802 LAN/FDDI、IEEE 1394、PPP-FCS等。
代码如下:

public static class Crc32 {     // CRC计算表(取决于多项式和输入是否反转)     static readonly uint[] crcTable = new uint[256] {           0x00000000u, 0x77073096u, 0xee0e612cu, 0x990951bau, 0x076dc419u,         0x706af48fu, 0xe963a535u, 0x9e6495a3u, 0x0edb8832u, 0x79dcb8a4u,         0xe0d5e91eu, 0x97d2d988u, 0x09b64c2bu, 0x7eb17cbdu, 0xe7b82d07u,         0x90bf1d91u, 0x1db71064u, 0x6ab020f2u, 0xf3b97148u, 0x84be41deu,         0x1adad47du, 0x6ddde4ebu, 0xf4d4b551u, 0x83d385c7u, 0x136c9856u,         0x646ba8c0u, 0xfd62f97au, 0x8a65c9ecu, 0x14015c4fu, 0x63066cd9u,         0xfa0f3d63u, 0x8d080df5u, 0x3b6e20c8u, 0x4c69105eu, 0xd56041e4u,         0xa2677172u, 0x3c03e4d1u, 0x4b04d447u, 0xd20d85fdu, 0xa50ab56bu,         0x35b5a8fau, 0x42b2986cu, 0xdbbbc9d6u, 0xacbcf940u, 0x32d86ce3u,         0x45df5c75u, 0xdcd60dcfu, 0xabd13d59u, 0x26d930acu, 0x51de003au,         0xc8d75180u, 0xbfd06116u, 0x21b4f4b5u, 0x56b3c423u, 0xcfba9599u,         0xb8bda50fu, 0x2802b89eu, 0x5f058808u, 0xc60cd9b2u, 0xb10be924u,         0x2f6f7c87u, 0x58684c11u, 0xc1611dabu, 0xb6662d3du, 0x76dc4190u,         0x01db7106u, 0x98d220bcu, 0xefd5102au, 0x71b18589u, 0x06b6b51fu,         0x9fbfe4a5u, 0xe8b8d433u, 0x7807c9a2u, 0x0f00f934u, 0x9609a88eu,         0xe10e9818u, 0x7f6a0dbbu, 0x086d3d2du, 0x91646c97u, 0xe6635c01u,         0x6b6b51f4u, 0x1c6c6162u, 0x856530d8u, 0xf262004eu, 0x6c0695edu,         0x1b01a57bu, 0x8208f4c1u, 0xf50fc457u, 0x65b0d9c6u, 0x12b7e950u,         0x8bbeb8eau, 0xfcb9887cu, 0x62dd1ddfu, 0x15da2d49u, 0x8cd37cf3u,         0xfbd44c65u, 0x4db26158u, 0x3ab551ceu, 0xa3bc0074u, 0xd4bb30e2u,         0x4adfa541u, 0x3dd895d7u, 0xa4d1c46du, 0xd3d6f4fbu, 0x4369e96au,         0x346ed9fcu, 0xad678846u, 0xda60b8d0u, 0x44042d73u, 0x33031de5u,         0xaa0a4c5fu, 0xdd0d7cc9u, 0x5005713cu, 0x270241aau, 0xbe0b1010u,         0xc90c2086u, 0x5768b525u, 0x206f85b3u, 0xb966d409u, 0xce61e49fu,         0x5edef90eu, 0x29d9c998u, 0xb0d09822u, 0xc7d7a8b4u, 0x59b33d17u,         0x2eb40d81u, 0xb7bd5c3bu, 0xc0ba6cadu, 0xedb88320u, 0x9abfb3b6u,         0x03b6e20cu, 0x74b1d29au, 0xead54739u, 0x9dd277afu, 0x04db2615u,         0x73dc1683u, 0xe3630b12u, 0x94643b84u, 0x0d6d6a3eu, 0x7a6a5aa8u,         0xe40ecf0bu, 0x9309ff9du, 0x0a00ae27u, 0x7d079eb1u, 0xf00f9344u,         0x8708a3d2u, 0x1e01f268u, 0x6906c2feu, 0xf762575du, 0x806567cbu,         0x196c3671u, 0x6e6b06e7u, 0xfed41b76u, 0x89d32be0u, 0x10da7a5au,         0x67dd4accu, 0xf9b9df6fu, 0x8ebeeff9u, 0x17b7be43u, 0x60b08ed5u,         0xd6d6a3e8u, 0xa1d1937eu, 0x38d8c2c4u, 0x4fdff252u, 0xd1bb67f1u,         0xa6bc5767u, 0x3fb506ddu, 0x48b2364bu, 0xd80d2bdau, 0xaf0a1b4cu,         0x36034af6u, 0x41047a60u, 0xdf60efc3u, 0xa867df55u, 0x316e8eefu,         0x4669be79u, 0xcb61b38cu, 0xbc66831au, 0x256fd2a0u, 0x5268e236u,         0xcc0c7795u, 0xbb0b4703u, 0x220216b9u, 0x5505262fu, 0xc5ba3bbeu,         0xb2bd0b28u, 0x2bb45a92u, 0x5cb36a04u, 0xc2d7ffa7u, 0xb5d0cf31u,         0x2cd99e8bu, 0x5bdeae1du, 0x9b64c2b0u, 0xec63f226u, 0x756aa39cu,         0x026d930au, 0x9c0906a9u, 0xeb0e363fu, 0x72076785u, 0x05005713u,         0x95bf4a82u, 0xe2b87a14u, 0x7bb12baeu, 0x0cb61b38u, 0x92d28e9bu,         0xe5d5be0du, 0x7cdcefb7u, 0x0bdbdf21u, 0x86d3d2d4u, 0xf1d4e242u,         0x68ddb3f8u, 0x1fda836eu, 0x81be16cdu, 0xf6b9265bu, 0x6fb077e1u,         0x18b74777u, 0x88085ae6u, 0xff0f6a70u, 0x66063bcau, 0x11010b5cu,         0x8f659effu, 0xf862ae69u, 0x616bffd3u, 0x166ccf45u, 0xa00ae278u,         0xd70dd2eeu, 0x4e048354u, 0x3903b3c2u, 0xa7672661u, 0xd06016f7u,         0x4969474du, 0x3e6e77dbu, 0xaed16a4au, 0xd9d65adcu, 0x40df0b66u,         0x37d83bf0u, 0xa9bcae53u, 0xdebb9ec5u, 0x47b2cf7fu, 0x30b5ffe9u,         0xbdbdf21cu, 0xcabac28au, 0x53b39330u, 0x24b4a3a6u, 0xbad03605u,         0xcdd70693u, 0x54de5729u, 0x23d967bfu, 0xb3667a2eu, 0xc4614ab8u,         0x5d681b02u, 0x2a6f2b94u, 0xb40bbe37u, 0xc30c8ea1u, 0x5a05df1bu,         0x2d02ef8du     };      public static readonly string Name = "CRC-32";      public static uint Compute(byte[] buffer)      {         if (buffer == null)         {             throw new ArgumentException("参数异常,请检查调用方");         }         return Compute(buffer, 0, buffer.Length);     }      public static uint Compute(byte[] buffer, int offset, int length)     {         if(!((buffer != null) && (offset >= 0) && (length >= 0) && (offset <= buffer.Length - length)))         {             throw new ArgumentException("参数异常,请检查调用方");         }          //寄存器初始值         uint crc32= 0xffffffffU;           while (--length >= 0)         {             //查表运算(取决于宽度和输出是否反转)             crc32 = crcTable[(crc32 ^ buffer[offset++]) & 0xFF] ^ (crc32 >> 8);         }         //结果异或         crc32 ^= 0xffffffffU;         return crc32;     } } 

测试如下:

byte[] data = new byte[] { 0x01, 0x02 , 0x03, 0x04 }; uint crc32 = Crc32.Compute(data); byte[] crc32Ary = BitConverter.GetBytes(crc32); string crc32Str = ""; for (int i = crc32Ary.Length-1; i >=0; i--) {     crc32Str += crc32Ary[i].ToString("X2"); } Console.WriteLine(crc32Str); Console.ReadLine(); 

测试结果:

B63CFBCD 

参考资料

CRC(循环冗余校验)在线计算——ip33.com
Crc32Helper——.NET源码

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