CRC16常见几个标准的算法及C语言实现

r囧r小猫 2023-05-29 13:17 15阅读 0赞

CRC16常见的标准有以下几种，被用在各个规范中，其算法原理基本一致，就是在数据的输入和输出有所差异，下边把这些标准的差异列出，并给出C语言的算法实现。

CRC16\_CCITT：多项式x16+x12+x5+1（0x1021），初始值0x0000，低位在前，高位在后，结果与0x0000异或

CRC16\_CCITT\_FALSE：多项式x16+x12+x5+1（0x1021），初始值0xFFFF，低位在后，高位在前，结果与0x0000异或

CRC16\_XMODEM：多项式x16+x12+x5+1（0x1021），初始值0x0000，低位在后，高位在前，结果与0x0000异或

CRC16\_X25：多项式x16+x12+x5+1（0x1021），初始值0x0000，低位在前，高位在后，结果与0xFFFF异或

CRC16\_MODBUS：多项式x16+x15+x2+1（0x8005），初始值0xFFFF，低位在前，高位在后，结果与0x0000异或

CRC16\_IBM：多项式x16+x15+x2+1（0x8005），初始值0x0000，低位在前，高位在后，结果与0x0000异或

CRC16\_MAXIM：多项式x16+x15+x2+1（0x8005），初始值0x0000，低位在前，高位在后，结果与0xFFFF异或

CRC16\_USB：多项式x16+x15+x2+1（0x8005），初始值0xFFFF，低位在前，高位在后，结果与0xFFFF异或

模式

多项式

初始值

数据位序

结果处理

CRC16\_CCITT

x16+x12+x5+1（0x1021）

0x0000

低位在前，高位在后

与0x0000异或

CRC16\_CCITT\_FALSE

x16+x12+x5+1（0x1021）

0xFFFF

低位在后，高位在前

与0x0000异或

CRC16\_XMODEM

x16+x12+x5+1（0x1021）

0x0000

低位在后，高位在前

与0x0000异或

CRC16\_X25

x16+x12+x5+1（0x1021）

0x0000

低位在后，高位在前

与0xFFFF异或

CRC16\_ MODBUS

x16+x15+x2+1（0x8005）

0xFFFF

低位在前，高位在后

与0x0000异或

CRC16\_ IBM

x16+x15+x2+1（0x8005）

0x0000

低位在前，高位在后

与0x0000异或

CRC16\_ MAXIM

x16+x15+x2+1（0x8005）

0x0000

低位在前，高位在后

与0xFFFF异或

CRC16\_ USB

x16+x15+x2+1（0x8005）

0xFFFF

低位在前，高位在后

与0xFFFF异或

多项式产生：  
如x16+x12+x5+1  
x16表示第16位为1，x5表示第5位为1  
(1 << 16) | (1 << 12) | (1 << 5) | (1) = 0x11021  
但是CRC16只取低16位，写成16进制数就是 0x1021

CRC16的算法原理：

1.根据CRC16的标准选择初值CRCIn的值。

2.将数据的第一个字节与CRCIn高8位异或。

3.判断最高位，若该位为 0 左移一位，若为 1 左移一位再与多项式Hex码异或。

4.重复3直至8位全部移位计算结束。

5.重复将所有输入数据操作完成以上步骤，所得16位数即16位CRC校验码。  
根据算法原理与标准要求就能简单的写出具体程序：

unsigned short CRC16\_CCITT(unsigned char \*puchMsg, unsigned int usDataLen)  
\{  
  unsigned short wCRCin = 0x0000;  
  unsigned short wCPoly = 0x1021;  
  unsigned char wChar = 0;  
    
  while (usDataLen--)       
  \{  
        wChar = \*(puchMsg++);  
        InvertUint8(&wChar,&wChar);  
        wCRCin ^= (wChar << 8);  
        for(int i = 0;i < 8;i++)  
        \{  
          if(wCRCin & 0x8000)  
            wCRCin = (wCRCin << 1) ^ wCPoly;  
          else  
            wCRCin = wCRCin << 1;  
        \}  
  \}  
  InvertUint16(&wCRCin,&wCRCin);  
  return (wCRCin) ;  
\}  
unsigned short CRC16\_CCITT\_FALSE(unsigned char \*puchMsg, unsigned int usDataLen)  
\{  
  unsigned short wCRCin = 0xFFFF;  
  unsigned short wCPoly = 0x1021;  
  unsigned char wChar = 0;  
    
  while (usDataLen--)       
  \{  
        wChar = \*(puchMsg++);  
        wCRCin ^= (wChar << 8);  
        for(int i = 0;i < 8;i++)  
        \{  
          if(wCRCin & 0x8000)  
            wCRCin = (wCRCin << 1) ^ wCPoly;  
          else  
            wCRCin = wCRCin << 1;  
        \}  
  \}  
  return (wCRCin) ;  
\}  
unsigned short CRC16\_XMODEM(unsigned char \*puchMsg, unsigned int usDataLen)  
\{  
  unsigned short wCRCin = 0x0000;  
  unsigned short wCPoly = 0x1021;  
  unsigned char wChar = 0;  
    
  while (usDataLen--)       
  \{  
        wChar = \*(puchMsg++);  
        wCRCin ^= (wChar << 8);  
        for(int i = 0;i < 8;i++)  
        \{  
          if(wCRCin & 0x8000)  
            wCRCin = (wCRCin << 1) ^ wCPoly;  
          else  
            wCRCin = wCRCin << 1;  
        \}  
  \}  
  return (wCRCin) ;  
\}  
   
unsigned short CRC16\_X25(unsigned char \*puchMsg, unsigned int usDataLen)  
\{  
  unsigned short wCRCin = 0xFFFF;  
  unsigned short wCPoly = 0x1021;  
  unsigned char wChar = 0;  
    
  while (usDataLen--)       
  \{  
        wChar = \*(puchMsg++);  
        InvertUint8(&wChar,&wChar);  
        wCRCin ^= (wChar << 8);  
        for(int i = 0;i < 8;i++)  
        \{  
          if(wCRCin & 0x8000)  
            wCRCin = (wCRCin << 1) ^ wCPoly;  
          else  
            wCRCin = wCRCin << 1;  
        \}  
  \}  
  InvertUint16(&wCRCin,&wCRCin);  
  return (wCRCin^0xFFFF) ;  
\}  
   
unsigned short CRC16\_MODBUS(unsigned char \*puchMsg, unsigned int usDataLen)  
\{  
  unsigned short wCRCin = 0xFFFF;  
  unsigned short wCPoly = 0x8005;  
  unsigned char wChar = 0;  
    
  while (usDataLen--)       
  \{  
        wChar = \*(puchMsg++);  
        InvertUint8(&wChar,&wChar);  
        wCRCin ^= (wChar << 8);  
        for(int i = 0;i < 8;i++)  
        \{  
          if(wCRCin & 0x8000)  
            wCRCin = (wCRCin << 1) ^ wCPoly;  
          else  
            wCRCin = wCRCin << 1;  
        \}  
  \}  
  InvertUint16(&wCRCin,&wCRCin);  
  return (wCRCin) ;  
\}  
unsigned short CRC16\_IBM(unsigned char \*puchMsg, unsigned int usDataLen)  
\{  
  unsigned short wCRCin = 0x0000;  
  unsigned short wCPoly = 0x8005;  
  unsigned char wChar = 0;  
    
  while (usDataLen--)       
  \{  
        wChar = \*(puchMsg++);  
        InvertUint8(&wChar,&wChar);  
        wCRCin ^= (wChar << 8);  
        for(int i = 0;i < 8;i++)  
        \{  
          if(wCRCin & 0x8000)  
            wCRCin = (wCRCin << 1) ^ wCPoly;  
          else  
            wCRCin = wCRCin << 1;  
        \}  
  \}  
  InvertUint16(&wCRCin,&wCRCin);  
  return (wCRCin) ;  
\}  
unsigned short CRC16\_MAXIM(unsigned char \*puchMsg, unsigned int usDataLen)  
\{  
  unsigned short wCRCin = 0x0000;  
  unsigned short wCPoly = 0x8005;  
  unsigned char wChar = 0;  
    
  while (usDataLen--)       
  \{  
        wChar = \*(puchMsg++);  
        InvertUint8(&wChar,&wChar);  
        wCRCin ^= (wChar << 8);  
        for(int i = 0;i < 8;i++)  
        \{  
          if(wCRCin & 0x8000)  
            wCRCin = (wCRCin << 1) ^ wCPoly;  
          else  
            wCRCin = wCRCin << 1;  
        \}  
  \}  
  InvertUint16(&wCRCin,&wCRCin);  
  return (wCRCin^0xFFFF) ;  
\}  
unsigned short CRC16\_USB(unsigned char \*puchMsg, unsigned int usDataLen)  
\{  
  unsigned short wCRCin = 0xFFFF;  
  unsigned short wCPoly = 0x8005;  
  unsigned char wChar = 0;  
    
  while (usDataLen--)       
  \{  
        wChar = \*(puchMsg++);  
        InvertUint8(&wChar,&wChar);  
        wCRCin ^= (wChar << 8);  
        for(int i = 0;i < 8;i++)  
        \{  
          if(wCRCin & 0x8000)  
            wCRCin = (wCRCin << 1) ^ wCPoly;  
          else  
            wCRCin = wCRCin << 1;  
        \}  
  \}  
  InvertUint16(&wCRCin,&wCRCin);  
  return (wCRCin^0xFFFF) ;  
\}  
void InvertUint8(unsigned char \*dBuf,unsigned char \*srcBuf)  
\{  
    int i;  
    unsigned char tmp\[4\];  
    tmp\[0\] = 0;  
    for(i=0;i< 8;i++)  
    \{  
      if(srcBuf\[0\]& (1 << i))  
        tmp\[0\]|=1<<(7-i);  
    \}  
    dBuf\[0\] = tmp\[0\];  
      
\}  
void InvertUint16(unsigned short \*dBuf,unsigned short \*srcBuf)  
\{  
    int i;  
    unsigned short tmp\[4\];  
    tmp\[0\] = 0;  
    for(i=0;i< 16;i++)  
    \{  
      if(srcBuf\[0\]& (1 << i))  
        tmp\[0\]|=1<<(15 - i);  
    \}  
    dBuf\[0\] = tmp\[0\];  
\}  
void InvertUint32(unsigned int \*dBuf,unsigned int \*srcBuf)  
\{  
    int i;  
    unsigned int tmp\[4\];  
   
    tmp\[0\] = 0;  
      
    for(i=0;i< 32;i++)  
    \{  
      if(srcBuf\[0\]& (1 << i))  
        tmp\[0\]|=1<<(15 - i);  
    \}  
    dBuf\[0\] = tmp\[0\];  
\}  
   
具体验证使用这个工具，内含CRC算法的计算，和后边的博客中提到的其他算法的工具合集

加密解密算法工具集

在这个基础上也加入CRC32 的校验算法

//CRC32算法：  
unsigned int CRC32(unsigned char \*puchMsg, unsigned int usDataLen)  
\{  
  int i;  
  unsigned int wCRCin = 0xFFFFFFFF;  
  unsigned int wCPoly = 0x04C11DB7;  
  unsigned int wChar = 0;  
  while (usDataLen--)       
  \{  
        wChar = \*(puchMsg++);  
        InvertUint8((unsigned char \*)&wChar,(unsigned char \*)&wChar);  
        wCRCin ^= (wChar << 24);  
        for(i = 0;i < 8;i++)  
        \{  
          if(wCRCin & 0x80000000)  
            wCRCin = (wCRCin << 1) ^ wCPoly;  
          else  
            wCRCin = wCRCin << 1;  
        \}  
  \}  
  InvertUint32(&wCRCin,&wCRCin);  
  return (wCRCin ^ 0xFFFFFFFF) ;  
\}  
对于CRC32可能还有其他的多项式和初始值和结果值是否需要异或以及输入数据是否需要位序倒转等要求在源码中修改

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