【Python】AIS中CRC16校驗的方法（CRC-16 CCITT 0xFFFF）

 網上大部分的程序都是采用字節方式實現的，在我的程序中用起來不方便，所以打算采用python中的list數據結構自己實現按照比特運算的方式實現一下。

 

《GB/T 7496-1987》中關於CRC校驗的描述：

 

AIS采用的CRC-16校驗方法為CRC-16 CCITT(0xFFFF)標准。

MATLAB的實現代碼為：

list_in=[1, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 
				0, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 
				0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 
				0, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 0];
				
L=length(list_in);

CRC=[1,1,1,1, 1,1,1,1, 1,1,1,1, 1,1,1,1,];
poly_list=[0,0,0,1, 0,0,0,0, 0,0,1,0, 0,0,0,1];

for index=1:L

	CRC=[CRC,0];
	
	if bitxor(list_in(index), CRC(1)) == 1
		CRC=CRC(2:17);
		CRC=bitxor(CRC,poly_list);
	else
		CRC=CRC(2:17);
	end
end

~CRC

　　

 Python3的實現代碼：

def CRC_Check(list_in):

    poly_list=[0,0,0,1, 0,0,0,0, 0,0,1,0, 0,0,0,1]#0x1021，校驗表達式
    CRC=[1,1,1,1, 1,1,1,1, 1,1,1,1, 1,1,1,1]#初始為0xFFFF

    for index in range(len(list_in)):
        CRC.append(0)

        if list_in[index] ^ CRC[0] == 1:
            CRC.pop(0)
            for loop in range(len(CRC)):
                CRC[loop] = CRC[loop] ^ poly_list[loop]
        else:
            CRC.pop(0)

    return CRC



#list_184為已知測試list，其中前168比特為有效數據，后16比特為CRC校驗
list_184=[1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 0, 1, 1, 0, 
0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 
1, 0, 0, 1, 0, 0, 0]

Length=len(list_184)
#list_112為已知測試list，其中前96比特為有效數據，后16比特為CRC校驗
list_112=[1, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 
0, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 
0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 
0, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 0]

#list_112的正確結果：1010 0001 1011 0100
#my_str='F6 46 82 A2 9B 0C 72 04 7C 01 50 C4'

m1=[1, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 
1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 
1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 
0, 1, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 
0, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1,
0, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0]#就按照這個順序，不用恢復到正常的字節順序

CRClist=CRC_Check(m1)
print(CRClist)

　　

 

 

 

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參考文獻：

1、https://dx.eng.uiowa.edu/eedesign/crc.htm

2、在線計算CRC-10 CCITT (0xFFFF)的網站：https://www.lammertbies.nl/comm/info/crc-calculation