网络协议安全分析 课件 2-2 差错校验

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差错校验学习内容差错校验方式概述0102循环冗余校验CRC03总结差错校验方式概述1在数据传输过程中，无论传输系统设计的再怎么完美，差错总会存在，这种差错可能会导致链路上传输的一个或者多个帧被破坏（出现比特差错，0变为1，或者1变为0），从而接收方接收到错误的数据。为尽量提高接收方收到数据的正确率，在接收方接收数据之前需要对数据进行差错检测，当且仅当检测的结果为正确时，接收方才真正收下数据。差错校验方式概述1在一个p位二进制数据序列之后附加一个r位二进制校检码，构成一个总长为p+r的二进制序列。附加在数据序列之后的这个r位校检码与p位二进制序列之间存在一个特定的关系，如果因干扰等原因使得数据序列中的一些位发生错误，这种特定的关系就会破坏。因此，可以通过检查该关系，实现对接收数据的正确性检验。根据校检码与p位二进制序列之间的关系，可以将校检方式分为：（1）奇偶校验（2）累加和校验（3）CRC校验差错校验方式概述1奇偶校检：每个字节的校检码与该字节（包括校检码）中1的个数对应；奇偶校验多用于低速数据通讯，如RS232。差错校验方式概述1校验方法：原数据序列1000110奇校验：10001100偶校验：10001101差错校验方式概述1累加和校检：每个数据包的校检码为该数据包中所有数据忽略进位的累加和；累加和校验检测错误概率大概为1/256，实现简单，也被广泛的采用。差错校验方式概述1校验方法：发送方：把要发送的数据累加，得到一个数据和，对数据和求反，即得到校验值。然后把要发送的数据和校验值一起发送给接收方。接收方：对接收的数据（包括校验值）进行累加，然后加1，如果得到0，那么说明数据没有出现传输错误。（此处发送方和接收方用于保存累加结果的类型一定要一致，否则加1就无法实现溢出从而无法得到0，校验就会无效）差错校验方式概述1发送方：要发送数据0xA8，0x50；unsignedchar（8位）累加和为0xF8（0b11111000）；取反为0x07（0b00000111）；实际发送（0xA8，0x50，0x07）。接收方：三个数据累加和为（0b11111111），加1，得到的结果为0（相加为0b100000000，unsignedchar（8位）截取最高位后为0b00000000）；数据接收正确。循环冗余校验CRC2CRC校检：每个二进制序列的校检码为该序列与所选择的G(x)多项式模2除法的余数。只要选择的除数G(x)多项式位数足够多，检测错误的概率几乎不存在。循环冗余校验CRC2（1）帧检测序列FCS（FrameCheckSequence）:为进行差错检验而添加的冗余码。（2）多项式模2除法：不考虑进位、错位的二进制加减法。（3）生成多项式：当进行CRC检验时，发送方和接受方事先约定一个除数，即生成多项式G（x）。每一个生成多项式与一个二进制序列对应，如CRC-8

（X8+X2+X+1）对应的二进制序列为：100000111。循环冗余校验CRC2常用CRC生成多项式名称多项式应用举例CRC-8X8+X2+X+1CRC-12X12+X11+X3+X2+X+1telecomsystemsCRC-16X16+X15+X2+1Bisync,Modbus,USB,ANSIX3.28,SIADC-07,manyothers;alsoknownasCRC-16andCRC-16-ANSICRC-CCITTX16+X12+X5+1ISOHDLC,ITUX.25,V.34/V.41/V.42,PPP-FCSCRC-32X32+X26+X23+X22+X16+X12+X11+X10+X8+X7+X5+X4+X2+X+1ZIP,RAR,IEEE802LAN/FDDI,IEEE1394,PPP-FCSCRC-32CX32+X28+X27+X26+X25+X23+X22+X20+X19+X18+X14+X13+X11+X10+X9+X8+X6+1iSCSI,SCTP,G.hnpayload,SSE4.2,Btrfs,ext4,Ceph循环冗余校验CRC2计算示例：发送方：设需要发送的信息为M=1010001101；生成多项式G（X5+X4+X2+1）对应的代码为P=110101；在M后加5个0，为101000110100000；用上述数据对P做模2除法运算，得余数R对应代码：01110；实际需要发送的数据是101000110101110。循环冗余校验CRC2计算示例:循环冗余校验CRC2计算示例:接收方：当收到数据后，用收到的数据对P（事先约定的）进行模2除法；若余数为0，则认为数据传输无差错；若余数不为0，则认为数据传输出现错误，由于不知道错误发生在什么地方，因而不能进行自动纠正，一般的做法是丢弃接收的数据。CRC在