校验和与CRC之间的区别

在计算机网络领域，校验和以及循环冗余校验都是用于检测错误的技术。 这个校验和是通过诸如加法之类的算法计算出来的数据块的值。它被用作一种简单的完整性检查方式。 发送方会计算出校验和，然后将其添加到数据中。 当接收方接收到数据后，它会再次计算校验和，并将其与接收到的数据值进行比较，以确保数据的完整性。 CRC算法利用多项式除法来生成更强的校验值，这种校验值对于各种错误具有更高的检测能力。 CRC算法会将除法运算的余数添加到数据中；作为回报，这个余数有助于检测传输过程中的任何变化或错误。 这两种技术在确保数据可靠性方面都发挥着重要作用，无论是在通信协议、文件传输还是数据存储过程中。在本文中，我们将探讨“校验和”与“CRC”之间的区别。

什么是Checksum？? 

A 校验和这是一种简单的错误检测方法，用于验证数据的完整性。其工作原理是将数据拆分成较小的块，然后将这些块的二进制或数值相加，得到“校验和”。这个校验和会与数据一起被存储起来。当数据被发送或接收时，接收系统会进行相同的计算。如果传输过程中接收到的校验和与新的校验和一致，那么就可以认为数据是正确的；否则，就存在错误。

例如，如果要传输的数据单元为10101001 00111001，那么在发送方和接收方都需遵循以下流程来进行数据传输。

发送方网站：

10101001       子单元1  00111001       子单元2  11100010       总和（使用1的补码表示）  00011101       校验和（总和的补码）

传输给接收方的数据为：

接收站点：

10101001       子单元1  00111001       子单元2  00011101       校验和  11111111          总和  00000000         总和的补码  如果结果为零，则表示没有发生错误。

校验和的优势

• 很简单：计算校验和的过程非常容易实现，而且所需的计算资源也非常少。
• 快速执行：该算法包含简单的加法运算，因此校验和运算的执行过程非常迅速。
• 在简单系统中使用：由于其结构简单，因此被应用于IPv4等基础协议中的错误检测功能。

校验和存在的缺点

• 低精度：在某些错误类型的情况下，校验和会失败。因为在这些情况下，各种错误会相互抵消。例如，翻转两位二进制位后，最终的校验和仍然可能是相同的。
• 有限的错误检测能力：这种检测方法无法处理复杂或多位数的错误，因此对于需要处理大量数据的场景，或者那些需要高度可靠性的应用场景来说，其可靠性较低。

CRC到底是什么？? 

CRC或循环冗余校验它比校验和更为复杂。其工作原理是将数据视为一个多项式，然后用某个特定的多项式来除以该多项式，最终得到的余数被称为CRC码。这个CRC码被附加在数据中。在接收端，同样进行多项式除法运算；如果得到的余数与CRC码相符，那么这些数据就是有效的。多项式生成器在发送方和接收方双方都是如此。该多项式生成器的类型属于x型。3+x2+x+1。

示例：（传输过程中没有出现错误）

要发送的数据字——100100  密钥——1101 [或者生成多项式 x3 + x2 + 1]

因此，剩下的数字是001，所以发送过来的编码数据就是100100001。接收端：在接收端接收到的编码数据为100100001。

因此，剩下的数字都是0。所以，接收到的数据没有错误。

CRC的优点

• 更高的灵敏度：CRC具有更高的灵敏度，能够识别更复杂的错误模式，包括突发错误。对于大量数据来说，它的可靠性要更高。
• 在Crucial系统中被广泛应用：由于CRC具有出色的性能，因此它在数据通信协议（如以太网、USB）以及存储设备中被频繁使用。
• 存在多种错误情况：它能够识别出多种类型的错误模式，比如多个比特错误，以及那些校验和无法检测到的错误模式。

CRC的缺点

• 复杂性：与简单的校验和相比，CRC算法在实现和执行过程中需要更多的计算资源。
• 对性能的影响：CRC算法中使用的划分方式，可能会在一些实时系统中导致数据处理过程中的额外开销。

校验和与CRC之间的区别

功能/特点

校验和

循环冗余校验（CRC）

定义

错误检测方法

准确性

复杂性

错误检测能力

计算时间

间接费用/管理费用

应用场景/使用案例

可靠性

性能影响

结论

用于数据传输或存储过程中错误检测的校验和以及CRC算法的复杂性和准确性各不相同。校验和相对简单且执行速度较快，适用于那些对错误检测要求不高的系统。而CRC算法则具有更高的准确性，因此非常适合那些需要严格保证数据完整性的复杂数据通信系统。