CRC-CCITT 16 位 Python 手动计算

Posted 2023-02-19

【中文标题】CRC-CCITT 16 位 Python 手动计算

【英文标题】：CRC-CCITT 16-bit Python Manual Calculation

【发布时间】：2014-10-04 01:17:45

【问题描述】：

问题

我正在为嵌入式设备编写代码。许多用于 CRC-CCITT 16 位计算的解决方案都需要库。

鉴于使用库几乎是不可能的并且会消耗其资源，因此需要一个函数。

可能的解决方案

以下CRC计算是在网上找到的。但是，它的实现是不正确的。

http://bytes.com/topic/python/insights/887357-python-check-crc-frame-crc-16-ccitt

def checkCRC(message):
    #CRC-16-CITT poly, the CRC sheme used by ymodem protocol
    poly = 0x11021
    #16bit operation register, initialized to zeros
    reg = 0xFFFF
    #pad the end of the message with the size of the poly
    message += '\x00\x00' 
    #for each bit in the message
    for byte in message:
        mask = 0x80
        while(mask > 0):
            #left shift by one
            reg<<=1
            #input the next bit from the message into the right hand side of the op reg
            if ord(byte) & mask:   
                reg += 1
            mask>>=1
            #if a one popped out the left of the reg, xor reg w/poly
            if reg > 0xffff:            
                #eliminate any one that popped out the left
                reg &= 0xffff           
                #xor with the poly, this is the remainder
                reg ^= poly
    return reg

现有的在线解决方案

以下链接正确计算了 16 位 CRC。

http://www.lammertbies.nl/comm/info/crc-calculation.html#intr

“CRC-CCITT (XModem)”下的结果是正确的 CRC。

规格

我相信现有在线解决方案中的“CRC-CCITT（XModem）”计算使用了0x1021的多项式。

问题

如果有人可以编写一个新函数或提供解决checkCRC 函数所需规范的方向。请注意，使用库或任何 import 都无济于事。

【问题讨论】：

有一个库很好用：pycrc计算python中的任意CRC poly；也可以输出C代码。

您好 Antti，正在寻找一种不使用库的基于函数的解决方案。谢谢

你可以从GitHub复制类，它们是纯python。

在 Python 2 和 3 标准库中还有一个 recently documented 函数来执行 CCITT CRC :-)

【参考方案1】：

这是来自http://www.lammertbies.nl/comm/info/crc-calculation.html的C库的python端口，用于CRC-CCITT XMODEM

这个库对于实际用例很有趣，因为它预先计算了一个 crc 表以提高速度。

用法（字符串或字节列表）：

crc('123456789')
crcb(0x31, 0x32, 0x33, 0x34, 0x35, 0x36, 0x37, 0x38, 0x39)

测试给出：'0x31c3'

POLYNOMIAL = 0x1021
PRESET = 0

def _initial(c):
    crc = 0
    c = c << 8
    for j in range(8):
        if (crc ^ c) & 0x8000:
            crc = (crc << 1) ^ POLYNOMIAL
        else:
            crc = crc << 1
        c = c << 1
    return crc

_tab = [ _initial(i) for i in range(256) ]

def _update_crc(crc, c):
    cc = 0xff & c

    tmp = (crc >> 8) ^ cc
    crc = (crc << 8) ^ _tab[tmp & 0xff]
    crc = crc & 0xffff
    print (crc)

    return crc

def crc(str):
    crc = PRESET
    for c in str:
        crc = _update_crc(crc, ord(c))
    return crc

def crcb(*i):
    crc = PRESET
    for c in i:
        crc = _update_crc(crc, c)
    return crc

如果您在开头将poly = 0x11021 替换为poly = 0x1021，则您建议的checkCRC 例程是CRC-CCITT 变体“1D0F”。

【讨论】：

如何对存储为字符串的十六进制执行 CRC 计算？例如crc_string = "0A0A0A0A0A0A0A"

您首先将字符串转换为字节列表，然后调用 crcb：crcb(*[ int(crc_string[i:i+2], 16) for i in range(0, len(crc_string), 2)]) - 对于crc_string = "0A0A0A0A0A0A0A"，它给出53769 = 0xd209

我要看看这是否与 boost 的 crc_ccitt_type 一致。他们提供的CRC-CCITT (0xFFFF) 看起来像typedef crc_optimal<16, 0x1021, 0xFFFF, 0, false, false> crc_ccitt_type；我可以看到 InitRem 参数 (0xFFFF) 匹配，但我需要挖掘其他参数。

网页似乎同意一些检查的 boost 实现。您的端口是否有快速更新以将其从 CRC-CCITT (XMODEM) 更改为 CRC-CCITT (0xFFFF)。我会研究源代码，但从家伙自述文件 lib_crc.txt 看来，CRC-CCITT XModem、0xFFFF 和 0x1D0F 的不同之处在于起始值，我猜是你的 PRESET 变量。

仅供参考，you are loved.

【参考方案2】：

这是我使用的一个函数：

def crc16_ccitt(crc, data):
    msb = crc >> 8
    lsb = crc & 255
    for c in data:
        x = ord(c) ^ msb
        x ^= (x >> 4)
        msb = (lsb ^ (x >> 3) ^ (x << 4)) & 255
        lsb = (x ^ (x << 5)) & 255
    return (msb << 8) + lsb

【讨论】：

我喜欢你的功能有多短。不过，我仍然不明白该算法，对于标准 x^16 + x^12+x^5 +1 多项式，您将 crc 变量设置为什么？我假设它的 crc = 0x1021，但是如何得出这个结论？

嗨，老实说，我在 ASM 中发现了这个神奇的代码。前段时间我只是用python重写了。

我无法从这段代码中得到与 Serge Ballesta 的回复相同的结果。

你将哪些参数传递给函数？

如果有关于如何使用它的解释，这将很有帮助。以目前的形式，它根本没有帮助。

【参考方案3】：

原函数checkCRC也可以做“CRC-CCITT (XModem)”。

刚刚设置：

poly = 0x1021
reg = 0

代替

poly = 0x11021
reg = 0xFFFF

【参考方案4】：

这是一个可以翻译成 Python 的 C 版本：

#define POLY 0x1021

/* CRC-16 XMODEM: polynomial 0x1021, init = 0, xorout = 0, no reflection */
unsigned crc16x(unsigned crc, unsigned char *buf, size_t len)

    while (len--) 
        crc ^= *buf++ << 8;
        crc = crc & 0x8000 ? (crc << 1) ^ POLY : crc << 1;
        crc = crc & 0x8000 ? (crc << 1) ^ POLY : crc << 1;
        crc = crc & 0x8000 ? (crc << 1) ^ POLY : crc << 1;
        crc = crc & 0x8000 ? (crc << 1) ^ POLY : crc << 1;
        crc = crc & 0x8000 ? (crc << 1) ^ POLY : crc << 1;
        crc = crc & 0x8000 ? (crc << 1) ^ POLY : crc << 1;
        crc = crc & 0x8000 ? (crc << 1) ^ POLY : crc << 1;
        crc = crc & 0x8000 ? (crc << 1) ^ POLY : crc << 1;
    
    return crc & 0xffff;

crc 被初始化为零。

【讨论】：

嗨，Mark，我在转换为 Python 方面有过尝试，但基本上没有成功。感谢您的帮助！

@AlexStewart: pypi.org/project/crccheck 在 Python 中实现了这一点，以及更多。 Crc16 baseclass 紧跟 Mark 在此处的实现，具有可配置的反射和多项式（以及可配置的 init 和 xor 输出，正如此处代码中的注释所暗示的，对于其他 CRC16 变体）。

考虑到这是一个 Python 问题，C 的响应似乎有点……在外面？

@Sherlock70 C 代码提供了正确且经过验证的算法。对于懂 Python 的人来说翻译应该是小菜一碟。

@MarkAdler 一个人应该这么想，但我不是知道该等式的另一半，即 C 的人。但除此之外，如果它是那么简单......为什么不你不做吗？抱歉，如果这听起来很苛刻，我只是觉得应该用一种语言回答一个问题。只要看看亚历克斯的评论......

【参考方案5】：

上面接受的答案是错误的。正如http://srecord.sourceforge.net/crc16-ccitt.html 给出的那样，它不会用 16 位 0 增加零长度输入。幸运的是，它可以很容易地修复。我只会发布我所做的更改。

def crc(str):
    crc = PRESET
    # start crc with two zero bytes
    for _ in range(2):
        crc = _update_crc(crc, 0)
    for c in str:
        crc = _update_crc(crc, ord(c))
    return crc

def crcb(*i):
    crc = PRESET
    for _ in range(2):
        crc = _update_crc(crc, 0)
    for c in i:
        crc = _update_crc(crc, c)
    return crc

现在，如果我们将新实现与expected CRC values, 进行比较，我们会得到“good_crc”值而不是“bad_crc”值。

【参考方案6】：

如果有人对使用 python 的 CRC-16-CITT 感兴趣，现在有一个内置的 python 包 (binascii) 可以解决这个问题：binascii.b2a_hqx(data, value)。

【讨论】：

虽然这不能回答 OP 问题，但我发现 binascii.b2a_hqx 正是我所需要的 - CRC-16 的标准 Python 实现，无需安装任何第 3 方包

【参考方案7】：

我开发了一个小的python模块来生成crc。 试一试并检查可能有帮助的源代码！

https://github.com/killercode/PythonCRC

你只需要使用下面的代码就可以了

import crc

crccalc = crc.Crc()
crccalc.setCRCccitt()  # Let's calculate the CRC CCITT of a value
crccalc.data = "My Data"
crccalc.compute()
print crccalc.result

希望对你有帮助:)