C語言實現校驗和程式


什麼是校驗和?

在計算機領域,校驗和是從較大的資料集使用演算法生成的一小段資料,其目的是確保對較大資料集所做的任何更改都會導致不同的校驗和。校驗和通常用於驗證已傳輸或儲存資料的完整性,因為資料中的錯誤或修改會導致校驗和發生變化。它們還可以用於驗證資料的真實性,因為校驗和通常使用只有傳送方和接收方知道的金鑰生成。

為什麼要使用校驗和?

使用校驗和有幾個原因:

  • 錯誤檢測 - 校驗和用於檢測資料傳輸或儲存過程中可能發生的錯誤。如果接收到的資料的校驗和與原始校驗和不匹配,則表示發生了錯誤,並且應重新傳輸資料。

  • 資料完整性 - 校驗和用於確保資料在傳輸或儲存過程中未被修改。這對於維護資料的完整性和確保資料與最初發送時相同非常重要。

  • 身份驗證 - 校驗和可用於驗證資料的真實性,因為校驗和通常使用只有傳送方和接收方知道的金鑰生成。這有助於防止未經授權的方篡改資料。

  • 節省空間 - 在透過網路傳送整個資料效率不高(資料量太大)的情況下,可以傳送校驗和作為資料的簡短簽名,並在目的地進行比較。

  • 節省時間 - 對於大型資料,計算和比較校驗和比傳送和比較整個資料更省時。

  • 易於實現 - 校驗和演算法通常易於實現,這使得它們成為各種應用的便捷選擇。

  • 經濟高效 - 校驗和不需要大量的計算資源,也不會給資料傳輸和儲存增加大量開銷,這使得它們成為錯誤檢測和資料完整性驗證的經濟高效選擇。

  • 可移植性 - 校驗和是一種廣泛使用的技術,並得到許多不同的作業系統、網路協議和儲存裝置的支援,這使得它們可以在不同的平臺之間移植。

  • 滿足不同的需求 - 存在不同型別的校驗和演算法,例如 CRC、MD5、SHA 等,它們最適合不同的用例。這種靈活性使它們能夠用於各種具有不同需求的應用程式。

  • 安全性 - 透過使用加密雜湊函式,校驗和可以變得非常安全,難以偽造。

如何實現校驗和?

根據應用程式的具體要求和需要檢查的資料型別,有不同的方法來實現校驗和。以下是實現校驗和的一般步驟:

  • 選擇合適的校驗和演算法。有多種不同的校驗和演算法可用,例如 CRC、MD5 和 SHA。每種演算法都有其自身的優點和缺點,選擇適合您特定用例的演算法非常重要。

  • 在程式碼中實現所選演算法。根據您使用的程式語言和平臺,可能會有提供所選演算法實現的庫。如果沒有,您需要自己實現演算法。

  • 計算原始資料的校驗和。使用已實現的演算法計算原始資料的校驗和。此校驗和值應與資料一起儲存或傳輸。

  • 比較接收到的資料的校驗和。當接收到資料時,使用相同的演算法計算接收到的資料的校驗和。將此值與已傳輸或儲存的原始校驗和進行比較。

  • 如果校驗和不匹配,則採取適當的措施。如果接收到的資料的計算校驗和與原始校驗和不匹配,則表示發生了錯誤或修改,並且應重新傳輸或拒絕資料。

  • 根據應用程式和需求,可以新增更多安全功能,例如加密雜湊函式、加鹽、隨機數等。

還值得注意的是,在某些情況下,將校驗和與其他方法(如糾錯碼或錯誤檢測和糾正碼 (ECC/EDC))結合使用可以為錯誤、修改和資料真實性提供更強的魯棒性。

C語言實現校驗和程式

以下是一個計算給定字串的校驗和的 C 程式示例:

示例

#include <stdio.h>
unsigned int checksum(char *str) {
   unsigned int sum = 0;
   while (*str) {
      sum += *str;
      str++;
   } 
   return sum;
}
int main() {
   char str[] = "Hello, World!";
   printf("Checksum of '%s' is %u
", str, checksum(str)); return 0; }

輸出

Checksum of 'Hello, World!' is 1129

此程式使用簡單的演算法來計算字串的校驗和。它將變數 sum 初始化為零,並遍歷字串中的每個字元。對於每個字元,它將字元的值新增到 sum 變數中。sum 的最終值作為字串的校驗和返回。

請注意,以上函式只是一個簡單的示例,並且不建議將此型別的校驗和用於加密或安全目的,因為它容易受到衝突的影響。

更新於: 2023-11-27

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