【応用情報技術者試験】CRC

CRC（巡回冗長検査）は、データ通信やストレージなどでの偶発的なデータ誤りを検出する手法です。送信側がデータに計算結果（チェックサム）を付加し、受信側が同じ計算を再実行して比較することで、誤りがないかを確認します。CRCは誤りがあることを検出できますが、データを訂正する機能はありません。

生成多項式とは、データ伝送におけるエラーを検出するCRC（巡回冗長検査）などで用いられる、あらかじめ送受信者間で共有される特定の多項式です。

CRCの仕組み

• 送信側：
  1. 送るデータに対し、あらかじめ定められた特定の数（生成多項式）を用いて、割り算のような計算を行います。
  2. この計算で得られた余り（チェックサム）を、元のデータに付加して送信します。
• 受信側：
  1. 送られてきたデータに対し、送信側と同じ生成多項式を使って割り算をします。
  2. 余りが0であれば、データに誤りがなかったと判断します。
  3. 余りが0以外であれば、データ伝送中に誤りが発生したと判断し、データを破棄して再送を要求します。

CRCの特徴

• 高い検出精度：
  • パリティチェックなどの単純な方法に比べて、ランダムなビット誤りや、連続して発生するバースト誤りの検出能力が高いです。
  • 多数のビット誤りを検出できますが、偶然チェックサムが一致してしまう誤りは検出できません。

パリティチェック
データ通信における誤り検出方法の一つで、データのビット列に含まれる「1」の個数が偶数か奇数かを表す「パリティビット」を付加し、送受信間で一致するかを確認する方法です。

バースト誤り
データ転送中に連続して発生するビットの誤りのことです。ノイズ混入や記憶媒体の傷など、特定の原因によって短時間に集中的に発生する性質を持ちます。

• 誤り訂正は不可：
  • 誤りを検出するだけで、元のデータを復元（訂正）することはできません。
• 実装が容易：
  • デジタル回路で簡単に実装できるため、ハードウェアにも広く使われています。
• 広く利用されている：
  • USB、Bluetooth、TCP/IPといった主要な通信プロトコルや、ZIP、PNGなどのファイル形式でも利用されています。