單片機中常用的輕量級校驗算法

UART有一個奇偶校驗，CAN通信有CRC校驗。Modbus、MAVlink、USB等通信協議也有校驗信息。

在自定義數據存儲時，有經驗的工程師都會添加一定校驗信息。

你平時通信，或者數據存儲時，你有用到校驗信息嗎？下面就介紹幾種常見的校驗算法。

校驗和

校驗和是最基本，也是嵌入式軟件工程師最常用的一種校驗算法，其實現方法很簡單，簡單到只有幾行代碼。

實現的方式方法很多，不同的編程語言，不同的應用有所不同，下面以C語言8位校驗和為例：

uint8_t CheckSum(uint8_t *Buf, uint8_t Len)
{
  uint8_t i = 0;
  uint8_t sum = 0;
  uint8_t checksum = 0;


  for(i=0; i


	

	異或校驗

	 【異或校驗】與【校驗和】類似，對數據進行“異或”，最終得到一個“異或值”。
uint8_t CheckXOR(uint8_t *Buf, uint8_t Len)
{
  uint8_t i = 0;
  uint8_t x = 0;


  for(i=0; i
 校驗和、異或校驗的方式有很多種，比如有的還會傳入一個參數作為異或校驗的值。



  當然，以上代碼僅供學習參考，實際應用需結合項目情況修改代碼。

	CRC校驗

	 CRC：Cyclic Redundancy Check，即循環(huán)冗余校驗。


	  CRC是數據通信領域中最常用的一種查錯校驗碼，其特征是信息字段和校驗字段的長度可以任意選定。循環(huán)冗余檢查（CRC）是一種數據傳輸檢錯功能，對數據進行多項式計算，并將得到的結果附在幀的后面，接收設備也執(zhí)行類似的算法，以保證數據傳輸的正確性和完整性。


	  CRC校驗屬于冗余校驗中的一種，大學學計算機相關專業(yè)的同學都應該學過CRC校驗（學習時可能沒幾個同學搞明白了）


	  CRC有多種變體，比如：CRC-1、 CRC-5-USB、 CRC-8、 CRC-16、 CRC-32、 CRC-64等。其中，在嵌入式領域，CRC-16用的比較多。


	  常見CRC參數模型：

 ?


	比如一種在單片機上實現CRC16的源碼：
uint8_t CRCTAB_H[256] = {/*表省略*/};
uint8_t CRCTAB_L[256] = {/*表省略*/};
void CRC16(uint8_t *pData, uint8_t Len, uint8_t *CRC_H, uint8_t *CRC_L)
{
  uint8_t  i;
  uint8_t  index;
  uint8_t  crc_h = 0xFF;
  uint8_t  crc_l = 0xFF;


  for(i=0; i
 CRC校驗不同場景實現方式不同，網上也有很多公開的庫和源碼，比如：


 LibCRC – C語言中的開源CRC庫：


 https://github.com/lammertb/libcrc



網上還有在線計算CRC校驗值以及代碼生成工具，感興趣的讀者可以自行了解。

	MD5算法

	? MD5：Message-Digest Algorithm 5，即“信息-摘要算法。


	  從名字來看就知道它是從MD3、MD4發(fā)展而來的一種加密算法，其主要通過采集文件的信息摘要，以此進行計算并加密。


	  通過MD5算法進行加密，文件就可以獲得一個唯一的MD5值，這個值是獨一無二的，就像我們的指紋一樣，因此我們就可以通過文件的MD5值來確定文件是否正確，密碼進行加密后也會生成MD5值，論壇就是通過MD5值來驗證用戶的密碼是否正確的。





	MD5是輸入不定長度信息，輸出固定長度128-bits的算法。經過程序流程，生成四個32位數據，最后聯合起來成為一個128-bits散列?；痉绞綖?，求余、取余、調整長度、與鏈接變量進行循環(huán)運算。得出結果。


	  MD5的源碼在網上都能找到現成的，而且有不同編程語言（C、 C++、 JAVA）版本。


	  比如由網友talent518分享的C語言版本：


	 https://github.com/talent518/md5 

	其他更多

	 隨著變成技術越來越發(fā)達，校驗算法也越來越多，有通用的算法，也有特殊領域特定的算法。


	  比如我之前做過密碼相關的開發(fā)，使用了由密碼管理局發(fā)布的SM3密碼雜湊算法。

	 

	還有從MD4算法改進而來的SHA-1算法（Secure Hash Algorithm 1即安全散列算法1）。


	  本文就分享到這里，市面上的校驗算法還有很多，如有需要可自行上網了解。

	

	審核編輯：湯梓紅