⑴ java checksum的校验方式
public class CRC {
/**
* CRC-CCITT(Kermit)验证模式
* @param str
* @return
*/
public String CRC_CCITT_Kermit(String str) {
int j, b, rrrc, c, i;
String tmpBalance;
int k;
rrrc = 0;
tmpBalance = str;
int tmpInt, CharInt;
String tmpChar, tmpStr;
tmpStr = "";
int High;
int Low;
for (j = 1; j <= 3; j++) {
if (Character.isDigit(tmpBalance.charAt(2 * j - 2))) {
High = Integer.parseInt(tmpBalance.charAt(2 * j - 2) + "");
} else {
High = 0;
}
if (Character.isDigit(tmpBalance.charAt(2 * j - 1))) {
Low = Integer.parseInt(tmpBalance.charAt(2 * j - 1) + "");
} else {
Low = 0;
}
High = (High & 0xff) << 4;
High = High | Low;
k = High;
for (i = 1; i <= 8; i++) {
c = rrrc & 1;
rrrc = rrrc >> 1;
if ((k & 1) != 0) {
rrrc = rrrc | 0x8000;
}
if (c != 0) {
rrrc = rrrc ^ 0x8408;
}
k = k >> 1;
}
}
for (i = 1; i <= 16; i++) {
c = rrrc & 1;
rrrc = rrrc >> 1;
if (c != 0) {
rrrc = rrrc ^ 0x8408;
}
}
c = rrrc >> 8;
b = rrrc << 8;
rrrc = c | b;
tmpInt = rrrc;
tmpStr = "";
for (i = 1; i <= 4; i++) {
tmpChar = "";
CharInt = tmpInt % 16;
if (CharInt > 9) {
switch (CharInt) {
case 10:
tmpChar = "A";
break;
case 11:
tmpChar = "B";
break;
case 12:
tmpChar = "C";
break;
case 13:
tmpChar = "D";
break;
case 14:
tmpChar = "E";
break;
case 15:
tmpChar = "F";
break;
}
} else {
tmpChar = Integer.toString(CharInt);
}
tmpInt = tmpInt / 16;
tmpStr = tmpChar + tmpStr;
}
System.out.println("tmpStr:" + tmpStr);
return tmpStr;
}
/**
* CRC-CCITT(XModem)
* CRC-CCITT(0xFFFF)
* CRC-CCITT(0x1D0F)
* 校验模式
* @param flag< XModem(flag=1) 0xFFFF(flag=2) 0x1D0F(flag=3)>
* @param str
* @return
*/
public String CRC_CCITT( int flag,String str) {
int crc = 0x00; // initial value
int polynomial = 0x1021;
byte[] bytes=str.getBytes();
switch(flag){
case 1:
crc=0x00;
break;
case 2:
crc=0xFFFF;
break;
case 3:
crc=0x1D0F;
break;
}
for (int index = 0 ; index< bytes.length; index++) {
byte b = bytes[index];
for (int i = 0; i < 8; i++) {
boolean bit = ((b >> (7-i) & 1) == 1);
boolean c15 = ((crc >> 15 & 1) == 1);
crc <<= 1;
if (c15 ^ bit) crc ^= polynomial;
}
}
crc &= 0xffff;
str = Integer.toHexString(crc);
return str;
}
⑵ 校验和怎么计算
检验和(checksum)，在数据处理和数据通信领域中，用于校验目的地一组数据项的和。它通常是以十六进制为数制表示的形式。如果校验和的数值超过十六进制的FF，也就是255. 就要求其补码作为校验和。通常用来在通信中，尤其是远距离通信中保证数据的完整性和准确性。
这些数据项可以是数字或在计算检验的过程中看作数字的其它字符串。校验和（checksum）是指传输位数的累加，当传输结束时，接收者可以根据这个数值判断是否接到了所有的数据。如果数值匹配，那么说明传送已经完成。TCP和UDP传输层都提供了一个校验和与验证总数是否匹配的服务功能。[1]
它通常是以十六进制为数制表示的形式
发送方生成检验和
1.将发送的进行检验和运算的数据分成若干个16位的位串，每个位串看成一个二进制数，这里并不管字符串代表什么，是整数、浮点数还是位图都无所谓。
2.将IP、UDP或TCP的PDU首部中的检验和字段置为0，该字段也参与检验和运算。
3.对这些16位的二进制数进行1的补码和(one'scomplementsum)运算，累加的结果再取反码即生成了检验码。将检验码放入检验和字段中。
其中1的补码和运算，即带循环进位(end round carry)的加法，最高位有进位应循环进到最低位。反码即二进制各位取反，如0111的反码为1000。
接收方校验检验和
1.接收方将接收的数据(包括检验和字段)按发送方的同样的方法进行1的补码和运算，累加的结果再取反码。
2.校验，如果上步的结果为0，表示传输正确；否则，说明传输有差错。
⑶ IP/UDP/TCP/ICMP数据报协议的校验和的区别和计算
首先，IP、ICMP、UDP和TCP报文头部都有校验和字段，大小都是16bit，算法也基本一样：
在发送数据时，为了计算数据包的校验和。应该按如下步骤：
（1）把校验和字段置为0；
（2）把需校验的数据看成以16位为单位的数字组成，依次进行二进制反码求和；（3）把得到的结果存入校验和字段中。在接收数据时，计算数据包的校验和相对简单，按如下步骤：
（1）把首部看成以16位为单位的数字组成，依次进行二进制反码求和，包括校验和字段；
（2）检查计算出的校验和的结果是否为0；
（3）如果等于0，说明被整除，校验是和正确。否则，校验和就是错误的，协议栈要抛弃这个数据包。
虽然上面四种报文的校验和算法一样，但在作用范围存在不同：IP校验和只校验20字节的IP报头；而ICMP校验和覆盖整个报文（ICMP报头+ICMP数据）；UDP和TCP校验和不仅覆盖整个报文，而且还有12字节的IP伪首部，包括源IP地址(4字节)、目的IP地址(4字节)、协议(2字节，第一字节补0)和TCP/UDP包长(2字节)。另外UDP、TCP数据报的长度可以为奇数字节，所以在计算校验和时需要在最后增加填充字节0（注意，填充字节只是为了计算校验和，可以不被传送）。
这里还要提一点，UDP的校验和是可选的，当校验和字段为0时，表明该UDP报文未使用校验和，接收方就不需要校验和检查了！那如果UDP校验和的计算结果是0时怎么办呢？书上有这么一句话：“如果校验和的计算结果为0，则存入的值为全1（65535），这在二进制反码计算中是等效的。”
讲了这么多，那这个校验和到底是怎么算的呢？
1. 什么是二进制反码求和
对一个无符号的数，先求其反码，然后从低位到高位，按位相加，有溢出则向高位进1（跟一般的二进制加法规则一样），若最高位有进位，则向最低位进1。
首先这里的反码好像跟我们以前学的有符号数的反码不一样（即正数的反码是其本身，负数的反码是在其原码的基础上，符号位不变，其余各位取反），这里不分正负数，直接每个位都取反！
上面加粗的那句是跟我们一般的加法规则不太一样的地方：最高位有进位，则向最低位进1。确实有些疑惑，为什么要这样做呢？仔细分析一下（为了方便说明，以 4bit二进制反码求和举例），上面的这种操作，使得在发生加法进位溢出时，溢出的值并不是10000，而是1111。也即是当相加结果满1111时溢出，这样也可以说明为什么0000和1111都表示0了（你同样可以发现，任何数与这两个数做二进制反码求和运算结果都是原数，这恰好符合数0的加法意义）。
下面再举例两种二进制反码求和的运算：
原码加法运算 反码加法运算
3（0011）+ 5（0101）= 8（1000） 3（1100）+ 5（1010）= 8（0111）
8（1000）+ 9（1001）= 1（0001） 8（0111）+ 9（0110）= 2（1101）
从上面两个例子可以看出，当加法未发生溢出时，原码与反码加法运算结果一样；当有溢出时，结果就不一样了，原码是满10000溢出，而反码是满1111溢 出，所以相差正好是.
1。举例只是为了形象地观察二进制反码求和的运算规则，至于为什么要定义这样的规则以及该运算规则还存在其它什么特性，可能就需要涉及 代数理论的东西的了（呜呜~~数学理论没学好啊，只能从表面上分析分析）。
另外关于二进制反码求和运算需要说明的一点是，先取反后相加与先相加后取反，得到的结果是一样的！（事实上我们的编程算法里，几乎都是先相加后取反。）
2. 校验和算法的实现
讲了什么是二进制反码求和，那么校验和的算法实现就简单多了。废话少说，直接上代码：
[cpp] view plain
//计算校验和
USHORT checksum(USHORT *buffer,int size)
{
unsigned long cksum=0;
while(size>1)
{
cksum+=*buffer++;
size-=sizeof(USHORT);
}
if(size)
{
cksum+=*(UCHAR *)buffer;
}
//将32位数转换成16
while (cksum>>16)
cksum=(cksum>>16)+(cksum & 0xffff);
return (USHORT) (~cksum);
}
buffer是指向需校验数据缓存区的指针，size是需校验数据的总长度（字节为单位）
4~13行代码对数据按16bit累加求和，由于最高位的进位需要加在最低位上，所以cksum必须是32bit的unsigned long型，高16bit用于保存累加过程中的进位；另外代码10~13行是对size为奇数情况的处理！
14~16行代码的作用是将cksum高16bit的值加到低16bit上，即把累加中最高位的进位加到最低位上。这里使用了while循环，判断cksum高16bit是否非零，因为第16行代码执行的时候，仍可能向cksum的高16bit进位。
有些地方是通过下面两条代码实现的：
cksum = (cksum >> 16) + (cksum & 0xffff);
cksum += (cksum >>16);
这里只进行了两次相加，即可保证相加后cksum的高16位为0，两种方式的效果一样。事实上，上面的循环也最多执行两次！
17行代码即对16bit数据累加的结果取反，得到二进制反码求和的结果，然后函数返回该值。
3. 为什么使用二进制反码求和呢？
好了，最后一个问题，为什么要使用二进制反码来计算校验和呢，而不是直接使用原码或者补码？
这个问题我想了很久，由于水平有限实在弄不明白，于是在网络上一阵狂搜，什么都没有（不知道是网络不给力，还是大家都不关注这个问题呢？）。果断换google，敲了3个关键词：why checksum tcp，嘿嘿 结果第二篇就是我想要的文章了！！！
先把链接给大家吧：http://www.netfor2.com/checksum.html
这篇文章主要介绍二进制反码求和（the 1's complement sum）与补码求和（the 2's complement sum）的区别，另外还说明了在TCP/IP校验和中使用反码求和的优点。
It may look awkword to use a 1's complement addition on 2's complement machines. This method however has its own benefits.
Probably the most important is that it is endian independent. Little Endian computers store hex numbers with the LSB last (Intel processors for example). Big Endian computers put the LSB first (IBM mainframes for example). When carry is added to the LSB to form the 1's complement sum (see the example) it doesn't matter if we add 03 + 01 or 01 + 03. The result is the same.
Other benefits include the easiness of checking the transmission and the checksum calculation plus a variety of ways to speed up the calculation by updating only IP fields that have changed.
上面是原文的一部分，说明在TCP/IP校验和中使用反码求和的一些优点：
a. 不依赖系统是大端还是小端。 即无论你是发送方计算或者接收方检查校验和时，都不需要调用htons 或者 ntohs，直接通过上面第2节的算法就可以得到正确的结果。这个问题你可以自己举个例子，用反码求和时，交换16位数的字节顺序，得到的结果相同，只是字节顺序相应地也交换了；而如果使用原码或者补码求和，得到的结果可能就不相同！
b. 计算和验证校验和比较简单，快速。说 实话，这个没怎么看明白，感觉在校验和计算方面，原码或者补码求和反而更简单一些（从C语言角度），在校验和验证上面，通过一样的算法判断结果是否为全 0，确实要方便一些，所以可能从综合考虑确实反码求和要简便一些。另外，IP报文在传输过程中，路由器经常只修改TTL字段（减1），此时路由器转发该报 文时可以直接增加它的校验和，而不需要对IP整个首部进行重新计算。当然，可能从汇编语言的角度看，反码求和还有很多高效的地方，这里就不在深入追究 了~~~
⑷ 网络安全-哈希算法和数字签名
常见 HASH 算法：
HASH 算法主要应用：
1）文件校验
我们比较熟悉的校验算法有奇偶校验和CRC校验，这2种校验并没有抗数据虚仔篡改的能力，它们一定程度上能检测并纠正数据传输中的信道误码，但却不能防止对数据的恶意破坏。
MD5 Hash算法的"数字指纹"特性，使它成为目前应用最广泛的一种文件完整性校验和（Checksum）算法，枣耐不少Unix系统有提供计算md5 checksum的命令。
2）数字签名
Hash 算法也是现代密码体系中的一个重要组成部分。由于非对称算法的运算速度较慢，所以在数字签名协议中，单向散列函数扮演了一个重要的角色。对 Hash 值，又称"数字摘要"进行数字签名，在统计上可以认为与差岩汪对文件本身进行数字签名是等效的。而且这样的协议还有其他的优点。
3）鉴权协议
如下的鉴权协议又被称作"挑战--认证模式：在传输信道是可被侦听，但不可被篡改的情况下，这是一种简单而安全的方法。
数字签名签署和验证数据的步骤如图所示：
PKCS1 和 PKCS7 标准格式的签名：
1. PKCS1签名：即裸签名，签名值中只有签名信息。
2. PKCS7签名：签名中可以带有其他的附加信息，例如签名证书信息、签名原文信息、时间戳信息等。
PKCS7 的 attached 和 detached 方式的数字签名：
1. attached 方式是将签名内容和原文放在一起，按 PKCS7 的格式打包。PKCS7的结构中有一段可以放明文，但明文必需进行ASN.1编码。在进行数字签名验证的同时，提取明文。这里的明文实际上是真正内容的摘要。
2. detached 方式打包的 PKCS7格式包中不包含明文信息。因此在验证的时候，还需要传递明文才能验证成功。同理，这里的明文实际上是真正内容的摘要。