转的:
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CRC是什么东西呢?其实我们大家都不应该会对它陌生,回忆一下?你用过RAR和ZIP等压缩软件吗?它们是不是常常会给你一个恼人的“CRC校验错误”信息呢?我想你应该明白了吧,CRC就是块数据的计算值,它的全称是“Cyclic Redundancy Check”,中文名是“循环冗余码”,“CRC校验”就是“循环冗余校验”。(哇,真拗口,希望大家不要当我是唐僧,呵呵。^_^)
CRC有什么用呢?它的应用范围很广泛,最常见的就是在网络传输中进行信息的校对。其实我们大可以把它应用到软件保护中去,因为它的计算是非常非常非常严格的。严格到什么程度呢?你的程序只要被改动了一个字节(甚至只是大小写的改动),它的值就会跟原来的不同。Hoho,是不是很厉害呢?所以只要给你的“原”程序计算好CRC值,储存在某个地方,然后在程序中随机地再对文件进行CRC校验,接着跟第一次生成并保存好的CRC值进行比较,如果相等的话就说明你的程序没有被修改/破解过,如果不等的话,那么很可能你的程序遭到了病毒的感染,或者被Cracker用16进制工具暴力破解过了。
废话说完了,我们先来看看CRC的原理。
(由于CRC实现起来有一定的难度,所以具体怎样用它来保护文件,留待下一节再讲。)
首先看两个式子:
式一:9 / 3 = 3
(余数 = 0)
式二:(9 + 2 ) / 3 = 3
(余数 = 2)
在小学里我们就知道,除法运算就是将被减数重复地减去除数X次,然后留下余数。
所以上面的两个式子可以用二进制计算为:(什么?你不会二进制计算?我倒~~~)
式一:
1001
--> 9
0011
-
--> 3
---------
0110
--> 6
0011
-
--> 3
---------
0011
--> 3
0011
-
--> 3
---------
0000
--> 0,余数
一共减了3次,所以商是3,而最后一次减出来的结果是0,所以余数为0
式二:
1011
--> 11
0011
-
--> 3
---------
1000
--> 8
0011
-
--> 3
---------
0101
--> 5
0011
-
--> 3
---------
0010
--> 2,余数
一共减了3次,所以商是3,而最后一次减出来的结果是2,所以余数为2
看明白了吧?很好,let’s go on!
二进制减法运算的规则是,如果遇到0-1的情况,那么要从高位借1,就变成了(10+0)-1=1
CRC运算有什么不同呢?让我们看下面的例子:
这次用式子30 / 9,不过请读者注意最后的余数:
11110
--> 30
1001
-
--> 9
---------
1100
--> 12
(很奇怪吧?为什么不是21呢?)
1001
-
--> 9
--------
101
--> 5,余数 --> the CRC!
这个式子的计算过程是不是很奇怪呢?它不是直接减的,而是用XOR的方式来运算(程序员应该都很熟悉XOR吧),最后得到一个余数。
对啦,这个就是CRC的运算方法,明白了吗?CRC的本质是进行XOR运算,运算的过程我们不用管它,因为运算过程对最后的结果没有意义;我们真正感兴趣的只是最终得到的余数,这个余数就是CRC值。
进行一个CRC运算我们需要选择一个除数,这个除数我们叫它为“poly”,宽度W就是最高位的位置,所以我刚才举的例子中的除数9,这个poly 1001的W是3,而不是4,注意最高位总是1。(别问为什么,这个是规定)
如果我们想计算一个位串的CRC码,我们想确定每一个位都被处理过,因此,我们要在目标位串后面加上W个0位。现在让我们根据CRC的规范来改写一下上面的例子:
Poly
=
1001,宽度W = 3
位串Bitstring
=
11110
Bitstring + W zeroes
=
11110 + 000 = 11110000
11110000
1001||||
-
-------------
1100|||
1001|||
-
------------
1010||
1001||
-
-----------
0110|
0000|
-
----------
1100
1001
-
---------
101
--> 5,余数 --> the CRC!
还有两点重要声明如下:
1、只有当Bitstring的最高位为1,我们才将它与poly进行XOR运算,否则我们只是将Bitstring左移一位。
2、XOR运算的结果就是被操作位串Bitstring与poly的低W位进行XOR运算,因为最高位总为0。
呵呵,是不是有点头晕脑胀的感觉了?看不懂的话,再从头看一遍,其实是很好理解的。(就是一个XOR运算嘛!)
好啦,原理介绍到这里,下面我讲讲具体怎么编程。
由于速度的关系,CRC的实现主要是通过查表法,对于CRC-16和CRC-32,各自有一个现成的表,大家可以直接引入到程序中使用。(由于这两个表太长,在这里不列出来了,请读者自行在网络上查找,很容易找到的。)
如果我们没有这个表怎么办呢?或者你跟我一样,懒得自己输入?不用急,我们可以“自己动手,丰衣足食”。
你可能会说,自己编程来生成这个表,会不会太慢了?其实大可不必担心,因为我们是在汇编代码的级别进行运算的,而这个表只有区区256个双字,根本影响不了速度。
这个表的C语言描述如下:
for (i = 0; i < 256; i++)
{
crc = i;
for (j = 0; j < 8; j++)
{
if (crc & 1)
crc = (crc >> 1) ^ 0xEDB88320;
else
crc >>= 1;
}
crc32tbl[i] = crc;
}
生成表之后,就可以进行运算了。
我们的算法如下:
1、将寄存器向右边移动一个字节。
2、将刚移出的那个字节与我们的字符串中的新字节进行XOR运算,得出一个指向值表table[0..255]的索引。
3、将索引所指的表值与寄存器做XOR运算。
4、如果数据没有全部处理完,则跳到步骤1。
这个算法的C语言描述如下:
temp = (oldcrc ^ abyte) & 0x000000FF;
crc
= (( oldcrc >> 8) & 0x00FFFFFF) ^ crc32tbl[temp];
return crc;
好啦,所有的东东都说完啦,最后献上一个完整的Win32Asm例子,请读者仔细研究吧!
(汇编方面的CRC-32资料极少啊,我个人认为下面给出的是很宝贵的资料。)
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;程序名称:演示CRC32原理
;作者:罗聪
;日期:2002-8-24
;出处:http://laoluoc.(老罗的缤纷天地)
;注意事项:如欲转载,请保持本程序的完整,并注明:转载自“老罗的缤纷天地”(http://laoluoc.)
;
;特别感谢Win32ASM高手—— dREAMtHEATER 为我的代码作了相当好的优化!
;请各位前去 http://NoteXPad. 下载他的小巧的“cool 记事本”—— NoteXPad 来试用!(100% Win32ASM 编写)
;
;****************************************************
.386
.model flat, stdcall
option casemap:none
include windows.inc
include kernel32.inc
include user32.inc
includelib kernel32.lib
includelib user32.lib
WndProc
proto :DWORD, :DWORD, :DWORD, :DWORD
init_crc32table
proto
arraycrc32
proto
.const
IDC_BUTTON_OPEN
equ
3000
IDC_EDIT_INPUT
equ
3001
.data
szDlgName
db
"lc_dialog", 0
szTitle
db
"CRC demo by LC", 0
szTemplate
db
"字符串 ""%s"" 的 CRC32 值是:%X", 0
crc32tbl
dd
256 dup(0)
;CRC-32 table
szBuffer
db
255 dup(0)
.data?
szText
db
300 dup(?)
.code
main:
invoke GetModuleHandle, NULL
invoke DialogBoxParam, eax, offset szDlgName, 0, WndProc, 0
invoke ExitProcess, eax
WndProc proc uses ebx hWnd:HWND, uMsg:UINT, wParam:WPARAM, lParam:LPARAM
.if uMsg == WM_CLOSE
invoke EndDialog, hWnd, 0
.elseif uMsg == WM_COMMAND
mov eax,wParam
mov edx,eax
shr edx,16
movzx eax, ax
.if edx == BN_CLICKED
.IF eax == IDCANCEL
invoke EndDialog, hWnd, NULL
.ELSEIF eax == IDC_BUTTON_OPEN || eax == IDOK
;******************************************
;关键代码开始:(当当当当……)
;******************************************
;取得用户输入的字符串:
invoke GetDlgItemText, hWnd, IDC_EDIT_INPUT, addr szBuffer, 255
;初始化crc32table:
invoke init_crc32table
;下面赋值给寄存器ebx,以便进行crc32转换:
;EBX是待转换的字符串的首地址:
lea ebx, szBuffer
;进行crc32转换:
invoke arraycrc32
;格式化输出:
invoke wsprintf, addr szText, addr szTemplate, addr szBuffer, eax
;好啦,让我们显示结果:
invoke MessageBox, hWnd, addr szText, addr szTitle, MB_OK
.ENDIF
.endif
.ELSE
mov eax,FALSE
ret
.ENDIF
mov eax,TRUE
ret
WndProc endp
;**********************************************************
;函数功能:生成CRC-32表
;**********************************************************
init_crc32table
proc
;如果用C语言来表示,应该如下:
;
;
for (i = 0; i < 256; i++)
;
{
;
crc = i;
;
for (j = 0; j < 8; j++)
;
{
;
if (crc & 1)
;
crc = (crc >> 1) ^ 0xEDB88320;
;
else
;
crc >>= 1;
;
}
;
crc32tbl[i] = crc;
;
}
;
;呵呵,让我们把上面的语句改成assembly的:
mov
ecx, 256
; repeat for every DWORD in table
mov
edx, 0EDB88320h
$BigLoop:
lea
eax, [ecx-1]
push
ecx
mov
ecx, 8
$SmallLoop:
shr
eax, 1
jnc
@F
xor
eax, edx
@@:
dec
ecx
jne
$SmallLoop
pop
ecx
mov
[crc32tbl+ecx*4-4], eax
dec
ecx
jne
$BigLoop
ret
init_crc32table
endp
;**************************************************************
;函数功能:计算CRC-32
;**************************************************************
arraycrc32
proc
;计算 CRC-32 ,我采用的是把整个字符串当作一个数组,然后把这个数组的首地址赋值给 EBX,把数组的长度赋值给 ECX,然后循环计算,返回值(计算出来的 CRC-32 值)储存在 EAX 中:
;
; 参数:
;
EBX = address of first byte
; 返回值:
;
EAX = CRC-32 of the entire array
;
EBX = ?
;
ECX = 0
;
EDX = ?
mov
eax, -1 ; 先初始化eax
or
ebx, ebx
jz
$Done
; 避免出现空指针
@@:
mov
dl, [ebx]
or
dl, dl
je
$Done
;判断是否对字符串扫描完毕
;这里我用查表法来计算 CRC-32 ,因此非常快速:
;因为这是assembly代码,所以不需要给这个过程传递参数,只需要把oldcrc赋值给EAX,以及把byte赋值给DL:
;
; 在C语言中的形式:
;
;
temp = (oldcrc ^ abyte) & 0x000000FF;
;
crc
= (( oldcrc >> 8) & 0x00FFFFFF) ^ crc32tbl[temp];
;
; 参数:
;
EAX = old CRC-32
;
DL = a byte
; 返回值:
;
EAX = new CRC-32
;
EDX = ?
xor
dl, al
movzx
edx, dl
shr
eax, 8
xor
eax, [crc32tbl+edx*4]
inc
ebx
jmp
@B
$Done:
not
eax
ret
arraycrc32
endp
end main
;********************
over
********************
;by LC
下面是它的资源文件:
#include "resource.h"
#define IDC_BUTTON_OPEN
3000
#define IDC_EDIT_INPUT 3001
#define IDC_STATIC -1
LC_DIALOG DIALOGEX 10, 10, 195, 60
STYLE DS_SETFONT | DS_CENTER | WS_MINIMIZEBOX | WS_VISIBLE | WS_CAPTION |
WS_SYSMENU
CAPTION "lc’s assembly framework"
FONT 9, "宋体", 0, 0, 0x0
BEGIN
LTEXT
"请输入一个字符串(区分大小写):",IDC_STATIC,11,7,130,10
EDITTEXT
IDC_EDIT_INPUT,11,20,173,12,ES_AUTOHSCROLL
DEFPUSHBUTTON
"Ca&lc",IDC_BUTTON_OPEN,71,39,52,15
END