如何作二进制检验和
2025-05-01 17:54:20
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二进制检验和是一种简单的数据校验方法，通过计算数据中所有位的按位取反后求和，并将结果作为校验位附加到数据中。发送方和接收方通过比较校验位来验证数据完整性。以下是具体步骤和注意事项：
一、校验和计算步骤
数据分组
将数据按16位（或4位）分组，最后一组不足16位时用0补齐。
按位取反求和
对每组数据进行按位取反（0变1，1变0），然后逐位相加。若最高位有进位，需将进位加到最低位。
生成校验位
将求和结果转换为二进制，最低位即为校验位。
二、示例说明
假设原始数据为 `1100 1010 0000`（共12位），按4位一组处理：
第一组：`1100` 取反为 `0011`
第二组：`1010` 取反为 `0101`
第三组：`0000` 取反为 `1111`
求和过程：
`0011 + 0101 + 1111 = 1111`（无进位）
校验位为 `1`，完整数据为 `1100 1010 0000 1`。
三、接收方验证
重新计算校验和
包含原始数据和校验位，按上述步骤重新计算校验和。
比较校验位
若计算结果与原始校验位一致，则数据未被篡改；否则，数据错误。
四、注意事项
进位处理
每次求和时需考虑进位，确保所有位都参与运算。
数据长度
建议使用固定长度（如16位），便于实现和验证。
替代方案
- 4位校验和：
简化计算，但容错能力较弱；
- CRC校验：提供更强的错误检测能力，但计算复杂度较高；
- 哈希校验：如MD5、SHA-1，安全性更高，但需存储哈希值。
五、示例代码（Python）
以下是使用Python实现二进制校验和的示例代码：
```python
def calculate_checksum(data, bits=16):
补齐数据长度
data += '0' * (bits // 4 - len(data) % 4)
checksum = 0
for i in range(0, len(data), 4):
group = data[i:i+4]
inverted_group = ''.join('1' if bit == '0' else '0' for bit in group)
checksum += int(inverted_group, 2)
处理最高位进位
checksum &= (1
