Обратная реализация на основе Crc64 LSB
Я попытался реализовать функцию разворота на основе LSB. Код находится на C#. Ошибка при изменении контрольной суммы. Функция может изменить контрольную сумму Crc64 только тогда, когда она была вычислена только с 8 байтами исходных данных. Когда я пытаюсь отменить контрольную сумму с помощью метода FixChecksum, средние 6 байтов меняются местами, но первый и последний байты меняются местами. Сообщите, пожалуйста, что не так, что нужно реализовать или исправить. Буду признателен за любое решение.
[ОБНОВЛЕНО]
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using MYC;
using primaryMethodsCS_2;
using System.Globalization;
using UnitsFramework.Numerics;
using UnitsFramework;
namespace MYC
{
public class Crc64_LSB_Reverse
{
public const UInt64 POLY64REV = 0xD800000000000000; //0xffffffffffffff00;
public static ulong TOPBIT_MASK = 0x8000000000000000;
public static ulong LOWBIT_MASK = 0x0000000000000001;
public const ulong startxor = 0; //0xffffffffffffffff;
public const ulong FinalXor = 0; // 0xffffffffffffffff;
public UInt64[] CRCTable;
public UInt64[] revCRCTable;
public UInt64 crc = 0;
public Crc64_LSB_Reverse(UInt64 POLY = POLY64REV)
{
List<ulong> listforward = new List<ulong>();
List<ulong> listreverse = new List<ulong>();
for (int i = 0; i <= 255; i++)
{
List<ulong> forward = generateCrcTableConstants(new List<ulong>() { (UInt64)i }, POLY);
List<ulong> reverse = generateRevCrcTableConstants(new List<ulong>() { (UInt64)i }, POLY);
listforward.AddRange(forward);
listreverse.AddRange(reverse);
}
this.CRCTable = listforward.ToArray();
this.revCRCTable = listreverse.ToArray();
return;
}
public static List<UInt64> generateCrcTableConstants(List<UInt64> initialValues, UInt64 POLY)
{
List<UInt64> list = new List<ulong>();
for (int thisValue = 0; thisValue < initialValues.Count; thisValue++)
{
UInt64 currentValue = initialValues[thisValue];
UInt64 initialValue = currentValue;
currentValue <<= 56; // is valid for MSB forward table creation
// MSB based forward table implementation.
for (byte bit = 0; bit < 8; bit++)
{
if ((currentValue & TOPBIT_MASK) != 0)
{
//currentValue <<= 1;
//currentValue ^= CrcFramework.Reflect64(POLY);
currentValue = (currentValue << 1) ^ ((0 - (currentValue >> 63)) & POLY); // fwd
}
else
{
currentValue <<= 1;
}
}
list.Add(currentValue);
}
return list;
}
public static List<UInt64> generateRevCrcTableConstants(List<UInt64> initialValues, UInt64 POLY)
{
List<UInt64> list = new List<ulong>();
for (int thisValue = 0; thisValue < initialValues.Count; thisValue++)
{
UInt64 initialValue = initialValues[thisValue];
UInt64 currentValue = initialValues[thisValue];
// LSB based reverse table implementation for MSB based forward table function.
for (byte bit = 0; bit < 8; bit++)
{
if ((currentValue & LOWBIT_MASK) != 0)
{
//currentValue ^= POLY; // CrcFramework.Reflect64(POLY); //POLY;
currentValue = (currentValue >> 1) ^ ((0 - (currentValue & 1)) & POLY); // rvs
//currentValue >>= 1;
//currentValue |= 1; // TOPBIT_MASK;
}
else
{
currentValue >>= 1;
}
}
list.Add(currentValue);
}
return list;
}
public ulong Compute_LSB(byte[] bytes, bool reset = true)
{
if (reset) this.crc = startxor;
foreach (byte b in bytes)
{
byte curByte = b;
/* update the LSB of crc value with next input byte */
crc = (ulong)(crc ^ (ulong)(curByte));
/* this byte value is the index into the lookup table */
byte pos = (byte)(crc & 0xFF); // tushar: original 12-September-2019-1: & 0xFF);
/* shift out this index */
crc = (ulong)(crc >> 8);
/* XOR-in remainder from lookup table using the calculated index */
crc = (ulong)(crc ^ (ulong)CRCTable[pos]);
/* shorter:
byte pos = (byte)((crc ^ curByte) & 0xFF);
crc = (ulong)((crc >> 8) ^ (ulong)(crcTable[pos]));
*/
}
return (ulong)(crc ^ FinalXor);
}
public ulong Compute_MSB(byte[] bytes, bool reset = true)
{
if (reset) this.crc = startxor;
foreach (byte b in bytes)
{
byte curByte = b;
/* update the MSB of crc value with next input byte */
crc = (ulong)(crc ^ (ulong)((ulong)curByte << 56));
/* this MSB byte value is the index into the lookup table */
byte pos = (byte)(crc >> 56);
/* shift out this index */
crc = (ulong)(crc << 8);
/* XOR-in remainder from lookup table using the calculated index */
crc = (ulong)(crc ^ (ulong)CRCTable[pos]);
/* shorter:
byte pos = (byte)((crc ^ (curByte << 56)) >> 56);
crc = (uint)((crc << 8) ^ (ulong)(crcTable[pos]));
*/
}
return (ulong)(crc ^ FinalXor);
}
public UInt64 FixChecksum(byte[] bytes, Int64 length, Int64 fixpos, UInt64 wantcrc)
{
if (fixpos + 8 > length) return 0;
UInt64 crc = startxor;
for (Int64 i = 0; i < fixpos; i++)
{
crc = (crc >> 8) ^ CRCTable[(crc ^ bytes[i]) & 0xff];
}
Array.Copy(BitConverter.GetBytes(crc), 0, bytes, fixpos, 8);
List<UInt64> list = new List<UInt64>();
crc = wantcrc ^ startxor;
for (Int64 i = length - 1; i >= fixpos; i--)
{
UInt64 param0 = (UInt64)(crc >> 56);
list.Add(param0);
crc = (crc << 8) ^ revCRCTable[param0] ^ bytes[i]; //
}
Array.Copy(BitConverter.GetBytes(crc), 0, bytes, fixpos, 8);
return crc;
}
}
}
1 ответ
Решение этой проблемы заключается в обратном цикле CRC.
При использовании таблиц для генерации CRC (циклическая перемотка вперед), CRC со сдвигом влево использует левый байт CRC для индексации таблицы, а CRC со сдвигом вправо использует правый байт CRC для индексации таблицы. Для обратного цикла CRC, CRC со сдвигом влево использует правый байт CRC для индексации таблицы, а CRC со сдвигом вправо использует левый байт CRC для индексации таблицы.
Пример кода ниже для CRC сдвига влево и вправо. Две дополнительные таблицы используются для обратного цикла CRC. Функции CRC принимают параметр длины данных, если в буфере есть дополнительное пространство для хранения CRC после его генерации.
Чтобы упростить функции обратного цикла, CRC генерируется и xor'ed с желаемым CRC, который может использоваться с мнимым буфером нулей, чтобы сгенерировать 8 байтов данных, необходимых для создания CRC после xor'ed. Затем 8 байтов данных помещаются в исходный буфер. Xor отменяет начальные значения CRC и xor out, поэтому функции обратного цикла не должны учитывать эти значения.
Обратите внимание, что байты CRC могут идти в любом месте сообщения (хотя обычно они находятся в конце сообщения). Например, 24-байтовое сообщение, состоящее из 8 байтов данных, 8 байтов CRC, 8 байтов данных, которое может быть создано с помощью crc64fw(0ul, bfr, 24, 8); или crc64rw(0ul, bfr, 24, 8);.
namespace crc64
{
public class crc64
{
public const ulong poly64f = 0x000000000000001bul;
public const ulong poly64r = 0xd800000000000000ul;
public const ulong crcin = 0x0000000000000000ul; // initial value
public const ulong xorot = 0x0000000000000000ul; // xorout
public static ulong[] crctblf; // fwd tbl
public static ulong[] crctblg; // fwd tbl reverse cycle
public static ulong[] crctblr; // ref tbl
public static ulong[] crctbls; // ref tbl reverse cycle
// generate tables
public static void gentbls()
{
ulong crc;
byte b;
b = 0;
do
{
crc = ((ulong)b)<<56;
for(int i = 0; i < 8; i++)
crc = (crc<<1)^((0-(crc>>63))&poly64f);
crctblf[b] = crc;
b++;
}while (b != 0);
do
{
crc = ((ulong)b) << 0;
for (int i = 0; i < 8; i++)
crc = (crc<<63)^((crc^((0-(crc&1))&poly64f))>>1);
crctblg[b] = crc;
b++;
} while (b != 0);
do
{
crc = ((ulong)b)<<0;
for(int i = 0; i < 8; i++)
crc = (crc>>1)^((0-(crc&1))&poly64r);
crctblr[b] = crc;
b++;
}while (b != 0);
do
{
crc = ((ulong)b) << 56;
for (int i = 0; i < 8; i++)
crc = (crc>>63)^((crc^((0-(crc>>63))&poly64r))<<1);
crctbls[b] = crc;
b++;
} while (b != 0);
}
// generate forward crc
public static ulong crc64f(byte[] bfr, int len)
{
ulong crc = crcin;
for(int i = 0; i < len; i++)
crc = (crc<<8)^(crctblf[(crc>>56)^bfr[i]]);
return (crc^xorot);
}
// append forward crc
public static void crc64fa(ulong crc, byte[] bfr, int pos)
{
bfr[pos+0] = (byte)(crc>>56);
bfr[pos+1] = (byte)(crc>>48);
bfr[pos+2] = (byte)(crc>>40);
bfr[pos+3] = (byte)(crc>>32);
bfr[pos+4] = (byte)(crc>>24);
bfr[pos+5] = (byte)(crc>>16);
bfr[pos+6] = (byte)(crc>> 8);
bfr[pos+7] = (byte)(crc>> 0);
}
// "fix" bfr to generate wanted forward crc
public static void crc64fw(ulong crc, byte[] bfr, int len, int pos)
{
crc ^= crc64f(bfr, len);
for(int i = pos; i < len; i++)
crc = (crc>>8)^(crctblg[crc&0xff]);
bfr[pos+0] ^= (byte)(crc>>56);
bfr[pos+1] ^= (byte)(crc>>48);
bfr[pos+2] ^= (byte)(crc>>40);
bfr[pos+3] ^= (byte)(crc>>32);
bfr[pos+4] ^= (byte)(crc>>24);
bfr[pos+5] ^= (byte)(crc>>16);
bfr[pos+6] ^= (byte)(crc>> 8);
bfr[pos+7] ^= (byte)(crc>> 0);
}
// generate reflected crc
public static ulong crc64r(byte[] bfr, int len)
{
ulong crc = crcin;
for(int i = 0; i < len; i++)
crc = (crc>>8)^(crctblr[(crc&0xff)^bfr[i]]);
return (crc^xorot);
}
// append reflected crc
public static void crc64ra(ulong crc, byte[] bfr, int pos)
{
bfr[pos+0] = (byte)(crc>> 0);
bfr[pos+1] = (byte)(crc>> 8);
bfr[pos+2] = (byte)(crc>>16);
bfr[pos+3] = (byte)(crc>>24);
bfr[pos+4] = (byte)(crc>>32);
bfr[pos+5] = (byte)(crc>>40);
bfr[pos+6] = (byte)(crc>>48);
bfr[pos+7] = (byte)(crc>>56);
}
// "fix" bfr to generate wanted reflected crc
public static void crc64rw(ulong crc, byte[] bfr, int len, int pos)
{
crc ^= crc64r(bfr, len);
for (int i = pos; i < len; i++)
crc = (crc<<8)^(crctbls[crc>>56]);
bfr[pos+0] ^= (byte)(crc>> 0);
bfr[pos+1] ^= (byte)(crc>> 8);
bfr[pos+2] ^= (byte)(crc>>16);
bfr[pos+3] ^= (byte)(crc>>24);
bfr[pos+4] ^= (byte)(crc>>32);
bfr[pos+5] ^= (byte)(crc>>40);
bfr[pos+6] ^= (byte)(crc>>48);
bfr[pos+7] ^= (byte)(crc>>56);
}
static void Main(string[] args)
{
crctblf = new ulong[256];
crctblg = new ulong[256];
crctblr = new ulong[256];
crctbls = new ulong[256];
byte[] bfr = {0x30,0x31,0x32,0x33,0x34,0x35,0x36,0x37, // data (16 bytes)
0x38,0x39,0x61,0x62,0x63,0x64,0x65,0x66,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}; // space for crc
ulong crcf, crcr, crcw, crcg, crcs;
int dl = bfr.Length-8; // length of data
int bl = bfr.Length; // length of bfr
gentbls();
crcf = crc64f(bfr, dl); // forward crc
crc64fa(crcf, bfr, dl); // append crc
crcw = crc64f(bfr, bl); // crcw == 0
crcr = crc64r(bfr, dl); // reflected crc
crc64ra(crcr, bfr, dl); // append crc
crcw = crc64r(bfr, bl); // crcw == 0
Console.WriteLine(crcf.ToString("x16") + " " + crcr.ToString("x16"));
crcw = 0x0001020304050607ul; // wanted crc
crc64fw(crcw, bfr, dl, 8); // "fix" for forward
crcg = crc64f(bfr, dl); // crcg == crcw
crc64fw(crcf, bfr, dl, 8); // undo "fix" for forward (restore bfr)
crc64rw(crcw, bfr, dl, 8); // "fix" for reflected
crcs = crc64r(bfr, dl); // crcs == crcw
Console.WriteLine(crcg.ToString("x16") + " " + crcs.ToString("x16"));
}
}
}