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

摘 ?要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)進入了高速發(fā)展時期，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、循環(huán)冗余校驗、MD5校驗、SHA-256等校驗技術(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)用體驗的同時也帶來了一定的安全隱患，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)包校驗技術(shù);循環(huán)冗余;MD5;SHA-256

中圖分類號：TP309.7;TP316 ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：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)傳輸不可避免地會出現(xiàn)漏洞，為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕枰捎眯ｒ灱夹g(shù)。在通信接口發(fā)送字節(jié)410042時，為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕捅仨氁腧炈恪Ｈ绻x擇累加和校驗，在發(fā)送字節(jié)時，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，實際發(fā)送的字節(jié)流為41004283。對方收到數(shù)據(jù)后，將校驗碼0x83放在一邊，重新計算410042的校驗碼，如果與收到的校驗碼一致，可認為收到的數(shù)據(jù)正確，進行處理，否則可丟棄所獲數(shù)據(jù)。除了累加和校驗外，還有奇偶校驗、循環(huán)冗余校驗、MD5校驗碼、SHA-256校驗。本文主要基于Android環(huán)境下的數(shù)據(jù)包校驗技術(shù)展開研究。

1 ?數(shù)據(jù)包的校驗技術(shù)

1.1 ?奇偶校驗

1.2 ?循環(huán)冗余校驗

循環(huán)冗余校驗的算法比較復(fù)雜，其主要原理是將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)包當作一個系數(shù)為0或1的多項式。而多項式的算術(shù)運算通常用代數(shù)域的理論規(guī)則，以2為模，即加法沒有進位，減法沒有借位，結(jié)果的余數(shù)為所求得的校驗碼[2]。對于大多數(shù)接收幀，SC列表解碼器中具有非常小的頻率（L）可以成功解碼比特數(shù)信息，并且很少需要大L來成功解碼。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CRC的存活路徑），直到L達到預(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，信號由BPSK調(diào)制。結(jié)果表明，在FER=10-3時，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CRC。實際上，幀錯誤率由正確路徑不在列表中的概率支配。當我們增加L時，我們實質(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。為了實現(xiàn)ML解碼，L>N16+N24+1。當自適應(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，對于Eb/No= 1.6dB，L的平均值為L=2.04;這時復(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)這個級聯(lián)代碼在Eb/No=1.1dB時可以達到3FER≤10-3。為了將該性能與相同長度的香農(nóng)極限進行比較，本文采用參考文獻[3]的結(jié)果，對于各種通道，可以在N和FER（e）上實現(xiàn)的最大速率，通過公式近似：

在表3中，呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)以文本形式進行存儲占空間大小及增加數(shù)據(jù)所占比例，這兩項指標對校驗技術(shù)算法的影響很大。在Android系統(tǒng)中，其效能具有現(xiàn)實意義，對其有效性更是不可估量。

3 ?結(jié) ?論

本文詳細描述了奇偶校驗、循環(huán)冗余校驗、MD5校驗、SHA-256校驗技術(shù)的步驟方法，以及基于Android環(huán)境下，對這四種方法進行研究分析，探討其結(jié)果，這對計算機領(lǐng)域的發(fā)展具有實際意義。這些方法在很多企業(yè)已經(jīng)運用，為企業(yè)帶來經(jīng)濟效益、降低人工勞動力。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：

[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，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.

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