[Python] 誤り検出符号の生成・チェックを行う方法

import binascii
# データをバイト列として定義
data = b"Hello, World!"
# CRC32を計算
crc_value = binascii.crc32(data)
# CRC値を表示
print(f"CRC32: {crc_value:#010x}")  # 16進数形式で表示

CRC32: 0xec4ac3d0

import binascii
def calculate_crc(file_path):
    """指定したファイルのCRC32を計算する関数"""
    with open(file_path, 'rb') as f:
        data = f.read()
        crc_value = binascii.crc32(data)
    return crc_value
def check_file_integrity(file_path, expected_crc):
    """ファイルの整合性をチェックする関数"""
    calculated_crc = calculate_crc(file_path)
    if calculated_crc == expected_crc:
        print("ファイルは正常です。")
    else:
        print("ファイルに誤りがあります。")
# 使用例
file_path = 'example.txt'  # CRCを計算したいファイルのパス
expected_crc = 0xec4ac3d0  # 期待されるCRC値(例)
check_file_integrity(file_path, expected_crc)

ファイルは正常です。

def calculate_parity_bits(data_bits):
    """データビットからハミング符号のパリティビットを計算する関数"""
    m = len(data_bits)  # データビットの数
    r = 0  # パリティビットの数
    # パリティビットの数を計算
    while (2**r < m + r + 1):
        r += 1
    # ハミング符号のビット列を初期化
    hamming_code = ['0'] * (m + r)
    # データビットをハミング符号に配置
    j = 0
    for i in range(1, m + r + 1):
        if (i & (i - 1)) == 0:  # パリティビットの位置
            continue
        else:
            hamming_code[i - 1] = data_bits[j]
            j += 1
    # パリティビットを計算
    for i in range(r):
        parity_position = 2**i
        parity_value = 0
        for j in range(1, m + r + 1):
            if j & parity_position == parity_position:
                parity_value ^= int(hamming_code[j - 1])
        hamming_code[parity_position - 1] = str(parity_value)
    return ''.join(hamming_code)
# 使用例
data_bits = "1011"  # 入力データビット
hamming_code = calculate_parity_bits(data_bits)
print(f"ハミング符号: {hamming_code}")

ハミング符号: 0110011

def correct_hamming_code(received_code):
    """受信したハミング符号の誤りを訂正する関数"""
    n = len(received_code)
    r = 0
    # パリティビットの数を計算
    while (2**r < n + 1):
        r += 1
    # 誤りの位置を特定
    error_position = 0
    for i in range(r):
        parity_position = 2**i
        parity_value = 0
        for j in range(1, n + 1):
            if j & parity_position == parity_position:
                parity_value ^= int(received_code[j - 1])
        error_position += parity_value * parity_position
    # 誤りがあれば訂正
    if error_position != 0:
        print(f"誤りの位置: {error_position}")
        corrected_code = list(received_code)
        corrected_code[error_position - 1] = '1' if received_code[error_position - 1] == '0' else '0'
        return ''.join(corrected_code)
    else:
        print("誤りはありません。")
        return received_code
# 使用例
received_code = "1011010"  # 受信したハミング符号
corrected_code = correct_hamming_code(received_code)
print(f"訂正後のハミング符号: {corrected_code}")

誤りはありません。
訂正後のハミング符号: 1011010

def calculate_lrc(data):
    """データのLRCを計算する関数"""
    lrc = 0
    for byte in data:
        lrc ^= byte  # 各バイトのXORを計算
    return lrc
# 使用例
data = [0b11010010, 0b10101100, 0b11110000]  # データのバイト列
lrc_value = calculate_lrc(data)
print(f"LRC: {lrc_value:#010b}")  # 2進数形式で表示

LRC: 0b10001110

def calculate_lrc(data):
    """データのLRCを計算する関数"""
    lrc = 0
    for byte in data:
        lrc ^= byte  # 各バイトのXORを計算
    return lrc

def check_data_integrity(data, received_lrc):
    """受信したデータの整合性をチェックする関数"""
    calculated_lrc = calculate_lrc(data)
    if calculated_lrc == received_lrc:
        print("データは正常です。")
    else:
        print("データに誤りがあります。")
# 使用例
data = [0b11010010, 0b10101100, 0b11110000]  # 送信するデータ
received_lrc = 0b00111110  # 受信したLRC(例)
check_data_integrity(data, received_lrc)

データに誤りがあります。

import hashlib
def calculate_checksum(data):
    """データのMD5チェックサムを計算する関数"""
    checksum = hashlib.md5()  # MD5ハッシュオブジェクトを作成
    checksum.update(data)  # データを更新
    return checksum.hexdigest()  # 16進数形式でチェックサムを返す
# 使用例
data = b"Hello, World!"  # チェックサムを計算するデータ
checksum_value = calculate_checksum(data)
print(f"チェックサム: {checksum_value}")

チェックサム: 65a8e27d8879283831b664bd8b7f0ad4

import hashlib
def calculate_file_checksum(file_path):
    """指定したファイルのMD5チェックサムを計算する関数"""
    checksum = hashlib.md5()  # MD5ハッシュオブジェクトを作成
    with open(file_path, 'rb') as f:
        while chunk := f.read(8192):  # 8KBずつ読み込む
            checksum.update(chunk)  # チェックサムを更新
    return checksum.hexdigest()  # 16進数形式でチェックサムを返す
def check_file_integrity(file_path, expected_checksum):
    """ファイルの整合性をチェックする関数"""
    calculated_checksum = calculate_file_checksum(file_path)
    if calculated_checksum == expected_checksum:
        print("ファイルは正常です。")
    else:
        print("ファイルに誤りがあります。")
# 使用例
file_path = 'example.txt'  # チェックサムを計算したいファイルのパス
expected_checksum = '65a1055d3c3e9b0e26e83b2ac5b0b8b1'  # 期待されるチェックサム(例)
check_file_integrity(file_path, expected_checksum)

ファイルに誤りがあります。