基于Android環(huán)境下的數(shù)據(jù)包校驗(yàn)技術(shù)分析

摘 ?要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入了高速發(fā)展時(shí)期，其中數(shù)據(jù)的傳輸與處理成為了最重要的技術(shù)之一。在Android環(huán)境下，奇偶校驗(yàn)、循環(huán)冗余校驗(yàn)、MD5校驗(yàn)、SHA-256等校驗(yàn)技術(shù)廣泛用于企業(yè)效益及通信領(lǐng)域中，為新一代信息技術(shù)豐富應(yīng)用體驗(yàn)的同時(shí)也帶來(lái)了一定的安全隱患，因此保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性非常重要。

關(guān)鍵詞：Android系統(tǒng);數(shù)據(jù)包校驗(yàn)技術(shù);循環(huán)冗余;MD5;SHA-256

中圖分類號(hào)：TP309.7;TP316 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2019）18-0111-03

Abstract：With the development of science and technology，the internet has entered a period of rapid development，in which data transmission and processing has become one of the most important technologies. In the Android environment，parity verification，circular sedimentation verification，MD5 verification，SHA-256 and other verification technologies are widely used in enterprise benefits and communications，and they also bring certain security risks to the new generation of information technology rich application experience. Therefore，it is very important to ensure the correctness of data transmission.

Keywords：Android system;packet verification technology;cyclic redundancy;MD5;SHA-256

0 ?引 ?言

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的逐漸普及，使Android系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于通信領(lǐng)域中，然而數(shù)據(jù)傳輸不可避免地會(huì)出現(xiàn)漏洞，為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕枰捎眯ｒ?yàn)技術(shù)。在通信接口發(fā)送字節(jié)410042時(shí)，為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕捅仨氁腧?yàn)算。如果選擇累加和校驗(yàn)，在發(fā)送字節(jié)時(shí)，還需在所發(fā)送的字節(jié)流末尾發(fā)送字節(jié)的累加和，0x41+0+0x42=0x83，所以，采用累加和校驗(yàn)，實(shí)際發(fā)送的字節(jié)流為41004283。對(duì)方收到數(shù)據(jù)后，將校驗(yàn)碼0x83放在一邊，重新計(jì)算410042的校驗(yàn)碼，如果與收到的校驗(yàn)碼一致，可認(rèn)為收到的數(shù)據(jù)正確，進(jìn)行處理，否則可丟棄所獲數(shù)據(jù)。除了累加和校驗(yàn)外，還有奇偶校驗(yàn)、循環(huán)冗余校驗(yàn)、MD5校驗(yàn)碼、SHA-256校驗(yàn)。本文主要基于Android環(huán)境下的數(shù)據(jù)包校驗(yàn)技術(shù)展開研究。

1 ?數(shù)據(jù)包的校驗(yàn)技術(shù)

1.1 ?奇偶校驗(yàn)

1.2 ?循環(huán)冗余校驗(yàn)

循環(huán)冗余校驗(yàn)的算法比較復(fù)雜，其主要原理是將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)包當(dāng)作一個(gè)系數(shù)為0或1的多項(xiàng)式。而多項(xiàng)式的算術(shù)運(yùn)算通常用代數(shù)域的理論規(guī)則，以2為模，即加法沒有進(jìn)位，減法沒有借位，結(jié)果的余數(shù)為所求得的校驗(yàn)碼[2]。對(duì)于大多數(shù)接收幀，SC列表解碼器中具有非常小的頻率（L）可以成功解碼比特?cái)?shù)信息，并且很少需要大L來(lái)成功解碼。如表2所示。

因此，為了降低解碼復(fù)雜度，本文提出了一種用于具有CRC的極性碼的自適應(yīng)SC-L列表的解碼器。自適應(yīng)SC-L列表解碼器最初使用非常小的L，然后迭代地增加L（如果沒有通過(guò)CRC的存活路徑），直到L達(dá)到預(yù)定數(shù)量Lmax。

圖1具有16位CRC的極性碼（2048，1024）的FER性能，使用具有不同Lmax的自適應(yīng)SC-L列表解碼器。

從圖1可以看出，通信是AWGN信道，信號(hào)由BPSK調(diào)制。結(jié)果表明，在FER=10-3時(shí)，Lmax=8192自適應(yīng)列表解碼器結(jié)果為1.6dB，Lmax=32自適應(yīng)列表解碼器結(jié)果為1.2dB。由于列表最有可能包含權(quán)重16和權(quán)重24的編碼，并且這些編碼不能通過(guò)CRC。實(shí)際上，幀錯(cuò)誤率由正確路徑不在列表中的概率支配。當(dāng)我們?cè)黾覮時(shí)，我們實(shí)質(zhì)上增加了正確路徑在列表中的概率，因此我們可以獲得更好的性能。為了實(shí)現(xiàn)ML解碼，L>N16+N24+1。當(dāng)自適應(yīng)列表解碼器包含正確路徑中的L

從表2可以看出，不同Eb/No和不同Lmax的平均值L。隨著Eb/No的增加，SC列表解碼器更可能成功地解碼具有相同L的接收幀，因此對(duì)于自適應(yīng)SC列表解碼器，L的平均值變小。由于SC列表解碼器的復(fù)雜度在列表大小上是線性的，因此具有常數(shù)L的SC列表解碼器具有O（NLogN）的復(fù)雜度，并且自適應(yīng)SC-List解碼器具有大約O（NLogN）的平均復(fù)雜度。可以看出，在Lmax=32下，對(duì)于Eb/No= 1.6dB，L的平均值為L(zhǎng)=2.04;這時(shí)復(fù)雜度降低約16倍，但與常數(shù)L=32相比具有相同的性能。Lmax=8192下的L的平均值對(duì)于Eb/No=1.6dB是L=2.47;其復(fù)雜度降低約3316倍，但與常數(shù)L=8192相比具有相同的性能。

綜上所述，我們模擬了Lmax=262144的自適應(yīng)SC列表解碼器，用于具有24位CRC的極性碼（2048，1024），平均值L=818.5。我們發(fā)現(xiàn)這個(gè)級(jí)聯(lián)代碼在Eb/No=1.1dB時(shí)可以達(dá)到3FER≤10-3。為了將該性能與相同長(zhǎng)度的香農(nóng)極限進(jìn)行比較，本文采用參考文獻(xiàn)[3]的結(jié)果，對(duì)于各種通道，可以在N和FER（e）上實(shí)現(xiàn)的最大速率，通過(guò)公式近似：

在表3中，呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)以文本形式進(jìn)行存儲(chǔ)占空間大小及增加數(shù)據(jù)所占比例，這兩項(xiàng)指標(biāo)對(duì)校驗(yàn)技術(shù)算法的影響很大。在Android系統(tǒng)中，其效能具有現(xiàn)實(shí)意義，對(duì)其有效性更是不可估量。

3 ?結(jié) ?論

本文詳細(xì)描述了奇偶校驗(yàn)、循環(huán)冗余校驗(yàn)、MD5校驗(yàn)、SHA-256校驗(yàn)技術(shù)的步驟方法，以及基于Android環(huán)境下，對(duì)這四種方法進(jìn)行研究分析，探討其結(jié)果，這對(duì)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展具有實(shí)際意義。這些方法在很多企業(yè)已經(jīng)運(yùn)用，為企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益、降低人工勞動(dòng)力。在通信領(lǐng)域中，提升信息篩選精確度，能更精確地搜尋互聯(lián)網(wǎng)中的相關(guān)信息，提升用戶滿意度。

參考文獻(xiàn)：

[1] CANTEAUT A，NAYA-PLASENCIA M. Computing the biases of parity-check relations [C]//IEEE International Symposium on，2009.

[2] 張明德，錐齒輪安裝面平面度檢側(cè)系統(tǒng)研究與開發(fā) [J]，四川兵工學(xué)報(bào)，2005（5）：24-25.

[3] POLYANSKIY Y，POOR H V，VERDU S. Channel Coding Rate in the Finite Blocklength Regime [J].IEEE Transactions on Information Theory，2010，56（5）：2307-2359.

[4] ROSHDY R ，F(xiàn)OUAD M，ABOUL-DAHAB M. DESIGN AND IMPLEMENTATION A NEW SECURITY HASH ALGORITHM BASED ON MD5 AND SHA-256 [J].International Journal of Engineering Sciences & Emerging Technologies，2013，6（1）：29-36.

作者簡(jiǎn)介：陳凡健（1976.09-），男，漢族，廣東茂名人，就職于計(jì)算機(jī)工程系，講師，畢業(yè)于華中科技大學(xué)，碩士，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)教學(xué)工作。