Калькулятор контрольной суммы CRC

Быстрые ответы

Что такое CRC?

// CRC-16/MODBUS: poly=0x8005, init=0xFFFF, refin/refout=true, xorout=0x0000
// Written in the reflected form, so the polynomial appears bit-reversed as 0xA001.
function crc16Modbus(bytes) {
  let crc = 0xffff;
  for (const byte of bytes) {
    crc ^= byte;
    for (let i = 0; i < 8; i++) {
      crc = crc & 1 ? (crc >>> 1) ^ 0xa001 : crc >>> 1;
    }
  }
  return crc;
}

crc16Modbus([0x01, 0x03, 0x00, 0x00, 0x00, 0x0a]); // 0xCDC5
// On the wire Modbus RTU sends the low byte first: ... 0x0A 0xC5 0xCD

Что умеет этот калькулятор

Разобранные примеры

123456789

CRC-32/ISO-HDLC = 0xCBF43926, CRC-16/MODBUS = 0x4B37, CRC-8/SMBUS = 0xF4

01 03 00 00 00 0A

CRC-16/MODBUS = 0xCDC5

DEADBEEF

MODBUS = 0xC19B, CCITT-FALSE = 0x4097, XMODEM = 0xC457, KERMIT = 0x1915

123456789, ожидаемое значение 0x29B1

CRC-16/IBM-3740 (в руководстве к устройству он может называться CRC-16/CCITT-FALSE)

Как пользоваться калькулятором CRC

1. 1

   Выберите текст или hex

   Кадры протоколов почти всегда идут в шестнадцатеричном виде. Текстовый режим нужен только тогда, когда контрольная сумма считается для литеральной строки — например, для самопроверочного значения 123456789.

2. 2

   Вставьте данные

   В шестнадцатеричном режиме разделители игнорируются, поэтому 01 03 00 00 00 0A, 0x01 0x03 и 010300 00000A принимаются одинаково.

3. 3

   Найдите нужный вариант

   Таблица сгруппирована по разрядности. Формальные названия взяты из каталога RevEng, а под ними напечатаны псевдонимы, которыми, скорее всего, пользуется руководство к устройству.

4. 4

   Или идите от обратного

   Если контрольная сумма уже есть, а нужен её вариант, впишите её в поле ожидаемого значения и прочитайте подсвеченную строку.

Почему контрольная сумма не сходится

Text mode, input "01 03" -> 5 bytes: 30 31 20 30 33

Hex mode, input "01 03" -> 2 bytes: 01 03

expected 0xC5CD  (bytes read in transmission order)

expected 0xCDC5  (bytes reassembled low-byte-first)

01 03 00 00 00 0A C5 CD    <- trailer included

01 03 00 00 00 0A          <- payload only

spec says: "trailer is a CRC-16"

spec says: "CRC-16/MODBUS, poly 0x8005, init 0xFFFF, refin/refout true"

Когда это нужно

Отладка линии Modbus

ПЛК отвергает ваши кадры, и надо понять, ошибочен ли CRC или в нём просто переставлены байты. Посчитайте CRC-16/MODBUS и сравните оба порядка.

Опознание недокументированного протокола

Вы сняли трафик, в котором двухбайтовый хвост похож на контрольную сумму. Подайте payload вместе с этим хвостом в обратный поиск и посмотрите, какой вариант на него претендует.

Перенос прошивки на другой инструментарий

Библиотека поставщика и ваша собственная реализация расходятся. Сравнение обеих с эталонным значением из каталога показывает, которая из них съехала.

Написание или рецензирование спецификации

Слово «CRC-16» в протокольном документе гарантирует ошибки совместимости. Таблица параметров даёт те шесть значений, которые действительно фиксируют алгоритм.

Проверка сохранённых данных

Файловые системы, форматы архивов и образы флеш-памяти несут поля CRC-32. Пересчёт такого поля показывает, уцелел ли блок.

Как работает CRC

Запись полинома

В таблице полиномы напечатаны в обычной записи, старшим битом вперёд: 0x8005 означает x^16 + x^15 + x^2 + 1. Отражённые реализации нередко показывают тот же полином как 0xA001, а нотация Купмана сдвигает его ещё иначе. Три записи одного полинома — частая причина неудачных переносов.

Начальное значение

Старт регистра с 0xFFFF, а не с 0x0000, делает контрольную сумму чувствительной к ведущим нулевым байтам. При нулевом начальном значении приписывание нулей в начало сообщения не меняет CRC — а это ровно то искажение, которое обязан ловить протокол с кадрированием.

Отражение

refin переворачивает биты внутри каждого входного байта, refout переворачивает итоговый регистр. Аппаратура продвигает биты старшим вперёд, а байт-ориентированной программе дешевле младшим вперёд — отражённые формы параметров и примиряют эти два подхода.

Финальный XOR

xorout применяется последним, и это не просто init, перенесённый на другой конец. Нулевые байты, дописанные в конец сообщения, обнаруживаются в обоих случаях. Ненулевой xorout меняет другое — остаток, который получает приёмник, прогоняя CRC по сообщению вместе с контрольной суммой: при xorout, равном нулю, этот остаток и сам равен нулю, так что нули, дописанные после поля CRC, всё равно проходят. Кроме того, он заставляет полностью нулевое сообщение давать ненулевую контрольную сумму.

Эталонное значение

Каждый каталогизированный вариант публикует свой результат для ASCII-строки 123456789. Те 63 значения, которые страница показывает при загрузке этого ввода, и есть опубликованные константы — по ним же тестируется движок этой страницы.

Как добиться совпадения

Называйте параметры, а не алгоритм

В спецификациях пишите «poly 0x1021, init 0xFFFF, refin false, refout false, xorout 0x0000». За названием «CRC-16/CCITT» скрывалось как минимум три разные вещи.

Проверяйте порядок байтов отдельно

Когда контрольной сумме до совпадения не хватает одной перестановки байтов, алгоритм верен, а неверно кадрирование. Считайте это двумя разными дефектами.

Сначала сверьтесь с эталонным значением

Прежде чем разбираться с данными, убедитесь, что ваша реализация возвращает для 123456789 значение из каталога. Это за секунды отделяет сломанный алгоритм от сломанного ввода.

Явно фиксируйте охват расчёта

Большинство расхождений возникает из-за того, что начальные маркеры, адреса или поля длины то включают в расчёт, то нет. Определите точно, какие байты покрывает CRC, и запишите это.

Не применяйте CRC там, где нужен MAC

CRC линеен и подделывается без труда. Если данные может изменить противник, применяйте HMAC.

Часто задаваемые вопросы