使用binascii.crc32()验证校验和

Question

我正在发送多条消息从单片机到我的计算机，我想使用32位循环冗余检查，以验证这些消息是正确的。根据我所读到的，应该可以将CRC余数附加到最后一条消息中，并通过CRC函数来运行。如果消息没有错误，那么它应该返回零(我是对的吗？)但是，我在使用binascii库函数binascii.crc32()实现这个功能时没有成功。

例如，假设我想在内部检查Python文档中给出的示例中的消息(我正在使用Python3.5)。我将如何继续检查消息是否没有错误(当然，在本例中是这样的)？

crc = binascii.crc32(b"hello")
crc = binascii.crc32(b" world", crc)

check_for_error() # <--- ?

Answer 1

这样做的简单方法是将CRC以字节形式附加到消息中。然后，当收到消息时，计算除最后4个字节之外的所有消息的CRC，并将其与附加的CRC字节进行比较。当然，这比您想做的要复杂一些，但是您可以将该策略应用于加密散列，如MD5或SHA家族。

但是，要完成您所要求的操作，您需要在将CRC32转换为字节之前，先从0 0xffffffff中减去它，然后再追加它。CRC32实际上是一个逆CRC，它防止所有零字节的消息具有零CRC。解码时，如果数据+ CRC的CRC等于0 0xffffffff，则消息可能有效。

Python CRC32文档推荐您使用

crc32(data) & 0xffffffff

而不是

crc32(data)

以确保在所有Python版本和平台上获得相同的数值。

这里有一个快速的Python 3演示。

import binascii

maxcrc = 0xffffffff

def inverse_crc(data):
    crc = binascii.crc32(data) & maxcrc
    invcrc = maxcrc - crc
    return invcrc.to_bytes(4, 'little')

def check_crc(data):
    return binascii.crc32(data) & maxcrc == maxcrc    

#Test

data = b"Hello, world"
newdata = data + inverse_crc(data)
print(check_crc(newdata))
newdata = b'0x00' + newdata
print(check_crc(newdata))

输出

True
False

请注意，您可以得到假阳性:损坏的消息可能有正确的CRC。如果需要更高级别的保护，则应使用加密散列。这仍然不是十全十美的，但是在这样大的哈希中出现假阳性的几率是非常低的。当然，计算MD5或SHA哈希要比计算CRC32慢得多。