求编写计算DEX/UCS交易CRC16(G85-记录完整性校验)的C程序

DEX/UCS的G85记录完整性校验采用特定参数的CRC16算法，以下是明确的算法规则和可直接使用的C实现：

核心算法参数 #

• 多项式：0x1021（标准CRC-CCITT多项式）
• 初始CRC值：0xFFFF
• 输入处理：每个字节逐位反转（bit7与bit0交换，bit6与bit1交换，以此类推）
• 输出处理：最终CRC结果整体反转，再与0x0000异或（即直接返回反转后的结果）

逐位计算实现（适合理解原理） #

#include <stdint.h>
#include <stddef.h>

// 反转单个字节的位序
static uint8_t reverse_byte(uint8_t byte) {
    byte = ((byte >> 1) & 0x55) | ((byte << 1) & 0xAA);
    byte = ((byte >> 2) & 0x33) | ((byte << 2) & 0xCC);
    byte = ((byte >> 4) & 0x0F) | ((byte << 4) & 0xF0);
    return byte;
}

// 反转16位数据的位序
static uint16_t reverse_16bits(uint16_t value) {
    value = ((value >> 1) & 0x5555) | ((value << 1) & 0xAAAA);
    value = ((value >> 2) & 0x3333) | ((value << 2) & 0xCCCC);
    value = ((value >> 4) & 0x0F0F) | ((value << 4) & 0xF0F0);
    value = ((value >> 8) & 0x00FF) | ((value << 8) & 0xFF00);
    return value;
}

// 计算DEX/UCS G85 CRC16
uint16_t crc16_g85(const uint8_t *data, size_t length) {
    const uint16_t poly = 0x1021;
    uint16_t crc = 0xFFFF;

    for (size_t i = 0; i < length; i++) {
        // 反转当前输入字节
        uint8_t reversed_byte = reverse_byte(data[i]);
        // 与CRC高8位异或
        crc ^= (uint16_t)reversed_byte << 8;

        // 逐位计算CRC
        for (int bit = 0; bit < 8; bit++) {
            crc = (crc & 0x8000) ? ((crc << 1) ^ poly) : (crc << 1);
        }
    }

    // 反转最终结果并返回
    return reverse_16bits(crc);
}

查表法实现（高效，适合大量数据） #

预计算CRC表可大幅提升计算速度，尤其适合处理大量交易数据：

#include <stdint.h>
#include <stddef.h>

// 预计算的G85 CRC16表（基于反转输入字节）
static const uint16_t crc16_g85_table[256] = {
    0x0000, 0x1189, 0x2312, 0x329B, 0x4624, 0x57AD, 0x6536, 0x74BF,
    0x8C48, 0x9DC1, 0xAF5A, 0xBED3, 0xCA6C, 0xDBE5, 0xE97E, 0xF8F7,
    0x1081, 0x0108, 0x3393, 0x221A, 0x56A5, 0x472C, 0x75B7, 0x643E,
    0x9CC9, 0x8D40, 0xBFDB, 0xAE52, 0xDAED, 0xCB64, 0xF9FF, 0xE876,
    0x2102, 0x308B, 0x0210, 0x1399, 0x6726, 0x76AF, 0x4434, 0x55BD,
    0xAD4A, 0xBCC3, 0x8E58, 0x9FD1, 0xEB6E, 0xFAE7, 0xC87C, 0xD9F5,
    0x3183, 0x200A, 0x1291, 0x0318, 0x77A7, 0x662E, 0x54B5, 0x453C,
    0xBDCB, 0xAC42, 0x9ED9, 0x8F50, 0xFBEF, 0xEA66, 0xD8FD, 0xC974,
    0x4204, 0x538D, 0x6116, 0x709F, 0x0420, 0x15A9, 0x2732, 0x36BB,
    0xCE4C, 0xDFC5, 0xED5E, 0xFCD7, 0x8868, 0x99E1, 0xAB7A, 0xBAF3,
    0x5285, 0x430C, 0x7197, 0x601E, 0x14A1, 0x0528, 0x37B3, 0x263A,
    0xDECD, 0xCF44, 0xFDDF, 0xEC56, 0x98E9, 0x8960, 0xBBFB, 0xAA72,
    0x6306, 0x728F, 0x4014, 0x519D, 0x2522, 0x34AB, 0x0630, 0x17B9,
    0xEF4E, 0xFEC7, 0xCC5C, 0xDDD5, 0xA96A, 0xB8E3, 0x8A78, 0x9BF1,
    0x7387, 0x620E, 0x5095, 0x411C, 0x35A3, 0x242A, 0x16B1, 0x0738,
    0xFFCF, 0xEE46, 0xDCDD, 0xCD54, 0xB9EB, 0xA862, 0x9AF9, 0x8B70,
    0x8408, 0x9581, 0xA71A, 0xB693, 0xC22C, 0xD3A5, 0xE13E, 0xF0B7,
    0x0840, 0x19C9, 0x2B52, 0x3ADB, 0x4E64, 0x5FED, 0x6D76, 0x7CFF,
    0x9489, 0x8500, 0xB79B, 0xA612, 0xD2AD, 0xC324, 0xF1BF, 0xE036,
    0x18C1, 0x0948, 0x3BD3, 0x2A5A, 0x5EE5, 0x4F6C, 0x7DF7, 0x6C7E,
    0xA50A, 0xB483, 0x8618, 0x9791, 0xE32E, 0xF2A7, 0xC03C, 0xD1B5,
    0x2942, 0x38CB, 0x0A50, 0x1AD1, 0x6F66, 0x7EEF, 0x4C74, 0x5DFD,
    0xB58B, 0xA402, 0x9699, 0x8710, 0xF3AF, 0xE226, 0xD0BD, 0xC134,
    0x39C3, 0x284A, 0x1AD1, 0x0B58, 0x7FE7, 0x6E6E, 0x5CF5, 0x4D7C,
    0xC60C, 0xD785, 0xE51E, 0xF497, 0x8028, 0x91A1, 0xA33A, 0xB2B3,
    0x4A44, 0x5BCD, 0x6956, 0x78DF, 0x0C60, 0x1DE9, 0x2F72, 0x3EFB,
    0xD68D, 0xC704, 0xF59F, 0xE416, 0x90A9, 0x8120, 0xB3BB, 0xA232,
    0x5AC5, 0x4B4C, 0x79D7, 0x685E, 0x1CE1, 0x0D68, 0x3FF3, 0x2E7A,
    0xE70E, 0xF687, 0xC41C, 0xD595, 0xA12A, 0xB0A3, 0x8238, 0x93B1,
    0x6B46, 0x7ACF, 0x4854, 0x59DD, 0x2D62, 0x3CEB, 0x0E70, 0x1FF9,
    0xF78F, 0xE606, 0xD49D, 0xC514, 0xB1AB, 0xA022, 0x92B9, 0x8330,
    0x7BC7, 0x6A4E, 0x58D5, 0x495C, 0x3DE3, 0x2C6A, 0x1EF1, 0x0F78
};

// 高效计算DEX/UCS G85 CRC16
uint16_t crc16_g85_fast(const uint8_t *data, size_t length) {
    uint16_t crc = 0xFFFF;

    for (size_t i = 0; i < length; i++) {
        // 反转当前输入字节
        uint8_t reversed_byte = ((data[i] >> 1) & 0x55) | ((data[i] << 1) & 0xAA);
        reversed_byte = ((reversed_byte >> 2) & 0x33) | ((reversed_byte << 2) & 0xCC);
        reversed_byte = ((reversed_byte >> 4) & 0x0F) | ((reversed_byte << 4) & 0xF0);
        // 查表更新CRC
        crc = (crc << 8) ^ crc16_g85_table[(crc >> 8) ^ reversed_byte];
    }

    // 反转最终结果
    crc = ((crc >> 1) & 0x5555) | ((crc << 1) & 0xAAAA);
    crc = ((crc >> 2) & 0x3333) | ((crc << 2) & 0xCCCC);
    crc = ((crc >> 4) & 0x0F0F) | ((crc << 4) & 0xF0F0);
    crc = ((crc >> 8) & 0x00FF) | ((crc << 8) & 0xFF00);
    return crc;
}

测试示例 #

可通过以下代码验证实现正确性：

#include <stdio.h>

int main() {
    // 测试数据，可替换为实际交易数据
    uint8_t test_data[] = {0x01, 0x02, 0x03};
    size_t data_len = sizeof(test_data) / sizeof(test_data[0]);

    uint16_t crc_normal = crc16_g85(test_data, data_len);
    uint16_t crc_fast = crc16_g85_fast(test_data, data_len);

    printf("G85 CRC16（逐位法）: 0x%04X\n", crc_normal);
    printf("G85 CRC16（查表法）: 0x%04X\n", crc_fast);

    return 0;
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Michele Allara