CRC校验详解及其在网络编程中的应用

基本概念

CRC（Cyclic Redundancy Check，循环冗余校验），其实是个很古老的数据校验方法了，记得以前大学<<微机原理>>和<<微机原理与接口技术>>课程都对其进行了介绍，其校验准确度较之普通的奇偶校验、校验和等方法更高，当然计算也略微复杂；较之MD5、SHA1等算法，CRC安全性和准确度方面又略显不足，但计算较之这两者明显简单，效率更高。所以如果仅仅针对网络数据的一致性校验，即收发端数据的是否一致（因为在Socket编程里，单次收到数据的长度和发送数据的长度即使在阻塞模式下，也不一定是相同的，这个依赖于网络环境，虽然TCP协议保证了数据的完整性和一致性，但像这种人为对数据进行了分片的情况，在收到数据时视情况还是有必要进行一下校验），针对这种校验要求，CRC32是明显足够，也不会带来很大的计算负担。

CRC32的C语言实现

关于CRC32(即校验码是32位)实现理论原理，这里不多说，网上有大把的资料，这里主要探究一下怎样用C语言高效的实现CRC32校验算法。
下面的算法用到了查找表的方法，这也是比较常见的以空间换时间的思想。
对于以按字节校验的CRC算法实现中，一个字节8bit，取值范围0~255，每个字节均是如此。因此可以生成一个0~255所有数的校验结果的数组，以后就是取这个数组的值就可以了。
查找表实现代码：

int init_crc32_table(uint32_t crc32_table[])
{
    uint32_t c;
    int i = 0;
    int bit = 0;

    for (i = 0; i < 256; i++) {
        c = (uint32_t)i;

        for (bit = 0; bit < 8; bit++) {
            if (c & 1) {
                c = (c >> 1) ^ (0xEDB88320)//此十六进制数代表CRC32标准多项式;
            }
            else {
                c = c >> 1;
            }
        }
        crc32_table[i] = c;
    }
    return 0;
}

数据校验代码：
uint32_t crc传入的初始值为0xffffffff;

uint32_t make_crc(uint32_t crc, unsigned char *string, uint32_t size, uint32_t crc32_table[])
{

    while (size--)
        crc = (crc >> 8) ^ (crc32_table[(crc ^ *string++) & 0xff]);

    return crc;
}

后记

上面代码测试过，可以直接用，可以看出，CRC32的实现还是比较容易的，计算效率也不错，如果不是对一致性检测要求过高的话，可以考虑CRC32以及同系的CRC16、CRC8等算法。