python实现crc16校验

python实现crc16校验

        前阵子由于“摸鱼”需要，笔者学习了crc16校验这一小小的通信领域知识。也就有了这篇博客。在此笔者不求甚解(通信大佬可以自行略过)，有错漏的地方还望指出\(^o^)/~♪(･ω･)ﾉ

在此笔者借鉴了这位大佬的博客https://blog.csdn.net/qq_37591637/article/details/83376006

目录

python实现crc16校验

正题

伪代码

举例

python代码 （附上注释）

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正题

为什么会有crc校验？       

        在数据传输过程中，无论传输系统的设计再怎么完美，差错总会存在，这种差错可能会导致在链路上传输的一个或者多个帧被破坏，从而接受方接收到错误的数据。为尽量提高接受方收到数据的正确率，在接收方接收数据之前需要对数据进行差错检测，当且仅当检测的结果为正确时接收方才真正收下数据。

        检测的方式有多种，常见的有奇偶校验、因特网校验和循环冗余校验等。

        在计算机网络通信中运用crc校验，相对于其他校验方法就有一定的优势。CRC可以高比例的纠正信息传输过程中的错误，可以在极短的时间内完成数据校验码的计算，并迅速完成纠错过程， CRC 算法检验的检错能力极强，检测成本较低，是计算机信息通信领域最为普遍的校验方式。

一下是笔者在网上找到的crc16的校验方法：
（1）、预置1个16位的寄存器为十六进制FFFF（即全为1），称此寄存器为CRC寄存器；
（2）、把第一个8位二进制数据（既通讯信息帧的第一个字节）与16位的CRC寄存器的低8位相异或，把结果放于CRC寄存器，高八位数据不变；
（3）、把CRC寄存器的内容右移一位（朝低位）用0填补最高位，并检查右移后的移出位；
（4）、如果移出位为0：重复第3步（再次右移一位）；如果移出位为1，CRC寄存器与多项式A001（1010 0000 0000 0001）进行异或；
（5）、重复步骤3和4，直到右移8次，这样整个8位数据全部进行了处理；
（6）、重复步骤2到步骤5，进行通讯信息帧下一个字节的处理；
（7）、将该通讯信息帧所有字节按上述步骤计算完成后，得到的16位CRC寄存器的高、低字节进行交换；
（8）、最后得到的CRC寄存器内容即为：CRC码。

伪代码

通过上述方法，我们不妨将它翻译成伪代码：

crc=0xFFFF;

crc=0xFFFF^data（我们将需要校验的数据赋值给data）

for( i=0；i<8; i++ )

{    

     if(第0位是1){

                crc=crc >> 1

                crc=crc ^ 0xA001

                }

     else{

              crc=crc >>1

            }

}

举例

在此笔者不求甚解，以 2D 为例，如有错漏，还请不吝赐教\(^o^)/~

另外，各位感兴趣可以到http://www.ip33.com/crc.html这个网站进行验证

（注：请选择CRC-16/MODBUS算法）

 下面是python实现效果

python代码 （附上注释）

# -*-coding:utf8-*-
ls=input().split()
# 这样你可以input数据，用空格隔开，.split在此是用来分割字符串的
datas=list(ls)
print(datas)
# 输入数据后，打印一下列表
crc16=0xFFFF
poly=0xA001
for data in datas:
# 表示将datas列表中的每一个变量赋值给data，
# 在此你可以自由输入数据，校验的次数是由你输入的数据的多少决定的
    a=int(data,16)
    # print(a)
    crc16 = a ^ crc16
    #^ 异或运算：如果两个位为“异”（值不同），则该位结果为1，否则为0。
    for i in range(8):
        # 对于每一个data，都需要右移8次，可以简单理解为对每一位都完成了校验
        if 1&(crc16) == 1:
            # crc16与上1 的结果(16位二进制)只有第0位是1或0，其他位都是0
            # & 与运算：都是1才是1，否则为0
            crc16 = crc16 >> 1
            # >>表示右移，即从高位向低位移出，最高位补0
            crc16 = crc16^poly
        else:
            crc16 = crc16 >> 1
# print(crc16)#得到的结果还是10进制
crc16=hex(int(crc16))# 将10进制转换成16进制
# print(crc16)
crc16=crc16[2:].upper()
# [2:]的作用是将4位16进制的0x消除
# .upper()可以让字母变成大写，只是为了格式好看而已，并不影响校验结果
print(crc16)
length = len(crc16)
high=crc16[0:length-2].zfill(2)
high=str(high)
# [0:length]是将得到的4位16进制切片成两个校验码而已
# 一些结果以0开头，会自动把0给吞掉 .zfill(2)可以让结果以两位二进制的形式出现
low=crc16[length-2:length].zfill(2)
low=str(low)
# print(type(low))
print("校验码低位："+low.upper())
print("校验码高位："+high.upper())