Eine Prüfsumme ist ein numerischer Wert, der als kompakte Darstellung des Inhalts eines Datenblocks dient. Die Berechnung erfolgt durch Anwenden einer Funktion auf den Datenblock und Erzeugen eines Ausgabewerts fester Größe. Der Hauptzweck einer Prüfsumme besteht darin, Fehler zu erkennen, die bei der Übertragung oder Speicherung von Daten aufgetreten sein können.
Durch den Vergleich der Prüfsumme eines empfangenen Datenblocks mit der aus den Originaldaten berechneten Prüfsumme kann festgestellt werden, ob die Daten beschädigt wurden oder nicht. Wenn die Prüfsummen übereinstimmen, ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass die Daten intakt sind. Wenn andererseits die Prüfsummen unterschiedlich sind, deutet dies darauf hin, dass die Daten geändert wurden und möglicherweise Korrekturmaßnahmen ergriffen werden müssen.
Es gibt verschiedene Prüfsummenalgorithmen, jeder mit seinen eigenen Stärken und Schwächen. Zu den gängigen Prüfsummenalgorithmen gehören:
1. Zyklische Redundanzprüfung (CRC): CRC ist ein weit verbreiteter Prüfsummenalgorithmus, der auf der Polynomdivision basiert. Es generiert eine Prüfsumme, indem es den Datenblock durch ein vordefiniertes Divisorpolynom dividiert und den Rest der Division bildet. CRC ist für seine guten Fehlererkennungsfähigkeiten bekannt und wird häufig in verschiedenen Datenkommunikations- und Speichersystemen eingesetzt.
2. Adler-32: Adler-32 ist ein einfacher und schneller Prüfsummenalgorithmus, der häufig in der zlib-Komprimierungsbibliothek verwendet wird. Es berechnet eine Prüfsumme, indem es eine laufende Summe der Datenbytes akkumuliert und bei jedem Schritt Modulo 65521 anwendet. Obwohl Adler-32 nicht so robust ist wie CRC, bietet es einen guten Kompromiss zwischen Leistung und Fehlererkennungsfähigkeiten.
3. MD5 (Message Digest 5): MD5 ist eine kryptografische Hash-Funktion, die auch für Prüfsummenzwecke verwendet werden kann. Es generiert einen 128-Bit-Digest-Wert aus einem Datenblock und ist für seine hohe Kollisionsresistenz bekannt. Allerdings ist MD5 im Vergleich zu CRC oder Adler-32 rechenintensiver.
4. SHA-256 (Sicherer Hash-Algorithmus 256): SHA-256 ist eine weitere kryptografische Hash-Funktion, die einen 256-Bit-Digest-Wert bereitstellt. Im Vergleich zu MD5 ist es sicherer und kollisionssicherer, aber auch rechenintensiver.
Prüfsummen berechnen:
Zur Berechnung einer Prüfsumme gehört die Anwendung des gewählten Prüfsummenalgorithmus auf einen bestimmten Datenblock und die Generierung des entsprechenden Prüfsummenwerts. Hier sind die allgemeinen Schritte zur Berechnung einer Prüfsumme:
1. Wählen Sie einen Prüfsummenalgorithmus aus: Wählen Sie einen geeigneten Prüfsummenalgorithmus basierend auf dem erforderlichen Grad an Fehlererkennung und Leistungsaspekten.
2. Initialisieren Sie die Prüfsumme: Initialisieren Sie die Prüfsummenvariable auf einen bestimmten Startwert, der durch den ausgewählten Algorithmus definiert wird.
3. Verarbeiten Sie die Daten: Durchlaufen Sie den Datenblock und aktualisieren Sie die Prüfsummenvariable gemäß den Regeln des Algorithmus.
4. Stellen Sie die Prüfsumme fertig: Schließen Sie die Prüfsummenberechnung mit allen vom Algorithmus angegebenen letzten Schritten ab.
5. Ermitteln Sie den Prüfsummenwert: Die resultierende Prüfsummenvariable enthält den Prüfsummenwert für den Datenblock.
Durch die Integration von Prüfsummen in Datenübertragungs- und Speichersysteme ist es möglich, Fehler zu erkennen, die bei der Datenverarbeitung auftreten können, und die Integrität der verarbeiteten Informationen sicherzustellen.
