使用Java计算Linux系统中sum命令得到的校验值

sun0322

已于 2024-06-27 20:27:06 修改

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分类专栏：算法 Linux java 文章标签： java linux python

于 2024-06-17 14:11:03 首次发布

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・BSD校验算法，为什么是BSD，这个缩写代表什么

■Java代码

■效果

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■相关知识

・sum 命令

・BSD校验算法是什么

BSD校验算法（BSD checksum algorithm）是一种简单的校验算法，通常用于计算数据的校验和。它的计算方法是将数据分成多个16位的块，然后对每个块进行累加求和，最后对结果取反得到校验和。在网络通信或数据传输中，BSD校验算法常用于检测数据传输过程中的错误或完整性。

具体来说，BSD校验算法的步骤如下：

将数据分成16位的块（一个字），若数据长度为奇数则最后一个字节作为单独的8位块处理。
将每个16位块的值与上一个块的值相加，结果存储在一个累加器中。
如果累加器溢出（即超过16位），则将溢出的部分加回到累加器中。
对最终的累加器值取反作为校验和。

通过比较发送数据的校验和和接收数据的校验和，可以检测数据在传输过程中是否发生了错误或丢失。BSD校验算法虽然简单，但在某些应用场景下仍然有效且高效。

・BSD校验算法和hash值有区别吗

是的，BSD校验算法和哈希值有一些重要的区别。

目的不同：BSD校验算法用于检测数据传输过程中的错误或完整性，而哈希值通常用于验证数据的一致性和唯一性。

处理方式不同：BSD校验算法是通过对数据的累加求和，然后取反得到校验和，而哈希值是通过一种特定的哈希函数对数据进行转换，生成固定长度的摘要。

冲突的处理：哈希值具有较低的冲突概率，通常用于验证唯一性和一致性；而BSD校验算法并不会关心是否有冲突，只是用来检测数据传输过程中是否有错误。

安全性区别：哈希值通常用于密码学、数字签名等安全领域，因此哈希函数通常需要满足更严格的安全性要求；而BSD校验算法主要用于基本的数据完整性检测，不具备哈希函数在安全性方面的特性。

总的来说，BSD校验算法和哈希值在用途、处理方式、安全性等方面都有较大的区别，因此在选择使用时需要根据具体的情况进行考虑。

・BSD校验算法，为什么是BSD，这个缩写代表什么

BSD校验算法中的BSD缩写代表的是"Berkeley Software Distribution"，是指由加州大学伯克利分校（UC Berkeley）开发和发布的操作系统和软件套件的系列版本。BSD校验算法最初是在BSD操作系统中引入并广泛使用的，因此得名为BSD校验算法。在计算机科学领域中，BSD也常用来指代与伯克利相关的各种技术和项目。

■Java代码

sum 工具和 BSD 校验和有所不同。对于 BSD 校验和，可以使用以下的代码来计算：

具体来说，BSD校验算法的步骤如下：

将数据分成16位的块（一个字），若数据长度为奇数则最后一个字节作为单独的8位块处理。
将每个16位块的值与上一个块的值相加，结果存储在一个累加器中。
如果累加器溢出（即超过16位），则将溢出的部分加回到累加器中。
对最终的累加器值取反作为校验和。

package com.sxz.study.sum;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;

public class BSDSumExample {
	
	private static int block = 0;
	
    public static void main(String[] args) {
        String filePath = "C:\\Users\\sxz\\Music\\失恋阵线联盟.ogg";
        // 62827
        
        try {
            byte[] data = readFile(filePath);
            long checksum = BSDChecksum(data);
			System.out.println("BSD checksum: " + checksum + "-----------" + block);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private static byte[] readFile(String filePath) throws IOException {
        FileInputStream fis = null;
        byte[] data = null;
        try {
            fis = new FileInputStream(filePath);
            int size = fis.available();
            data = new byte[size];
            fis.read(data);
            
            double result = Math.ceil((double) size / 1024);
            block = (int)result;
        } finally {
            if (fis != null) {
                fis.close();
            }
        }
        
        return data;
    }
    
    private static long BSDChecksum(byte[] data) {
        long checksum = 0;
        for (int i = 0; i < data.length; i++) {
            // 更新校验和，使用BSD校验和算法中的一次更新操作
            //       checksum >> 1：将checksum无符号右移一位，相当于将其除以2并丢弃余数。
            //       ((checksum & 1) << 15) ：得到了checksum最低位的值，并将其左移15位。
            //              checksum & 1 是一个按位与操作。它是用来检查checksum的最低位（最右边的位）是0还是1。
            //              如果最低位为1，则结果为1；如果最低位为0，则结果为0。
            checksum = (checksum >> 1) + ((checksum & 1) << 15);
            
            // 将当前字节数据加入到校验和中
            //       & 0xFF 作用 
            //       在Java中，byte类型是有符号的，其取值范围为-128到+127。
            //       而在进行校验和计算的过程中，需要将每个byte类型的数据当做无符号数进行处理，即0到255。
            checksum += (data[i] & 0xFF);
            
            // 将校验和限制在一个16位无符号整数范围内
            checksum &= 0xFFFF;
        }
        return checksum;
    }
}

示例代码使用了修正后的 BSDChecksum() 方法来计算 BSD 校验和。

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