物联网字节校验常用方法

① 校验和（Checksum）

• 原理：把所有字节加起来（可能取低 8 位 / 16 位），作为校验值。
• 优点：实现极其简单，计算快，资源消耗小。
• 缺点：检测能力有限（部分错误无法发现，例如两个字节互换位置）。
• 应用场景：
  • 早期的 TCP/IP 头部校验（16 位补码和）。
  • 很多低功耗传感器的自定义协议。

---

② 异或校验（XOR Check）

• 原理：把所有字节逐个异或，得到一个校验字节。
• 优点：实现更快更简单，比普通和校验稍强。
• 缺点：依旧检测能力有限，不能发现很多错误。
• 应用场景：
  • 工业仪表、RS485 自定义协议。
  • 传感器模组的简易数据帧。

---

③ CRC（循环冗余校验）

• 原理：把数据看作一个二进制多项式，用生成多项式进行模 2 除法，余数就是 CRC。
• 优点：检测能力强（能检测突发错误、位翻转）。
• 缺点：实现稍复杂，但现在硬件/软件库都很成熟。
• 常见变体：
  • CRC8 → 一些轻量物联网协议（比如 I²C 设备通信）。
  • CRC16-IBM / CRC16-Modbus → Modbus、蓝牙 BLE。
  • CRC32 → 文件传输（MQTT 的部分实现、以太网帧）。

---

④ 哈希校验（Hash-based）

• 原理：对数据做哈希（MD5、SHA-1、SHA-256）。
• 优点：能防止篡改，安全性强。
• 缺点：计算量大，低功耗 MCU 上不一定合适。
• 应用场景：
  • OTA 升级包校验（MD5/SHA256）。
  • 设备与云端的数据完整性验证。

---

⑤ 消息认证码（MAC / HMAC）

• 原理：在哈希基础上加上一个密钥，得到校验值。
• 优点：不仅能检测错误，还能防止伪造（带身份认证）。
• 缺点：比普通哈希更重，适合性能稍好的设备。
• 应用场景：
  • MQTT over TLS 的消息完整性。
  • 云平台设备鉴权（阿里云、AWS IoT）。

---

⑥ 数字签名 / 公钥校验

• 原理：使用非对称加密算法（RSA、ECC）对数据签名。
• 优点：能防篡改 + 可追溯来源。
• 缺点：计算量大（一般跑在网关或安全芯片里，不直接在传感器跑）。
• 应用场景：
  • 物联网固件 OTA 签名校验。
  • 高安全要求（金融支付终端、车联网 ECU）。

---

🌍 常见物联网协议对应的校验方式

• LoRaWAN：MIC（消息完整性码，基于 AES-CMAC）。
• MQTT：应用层通常自己加 CRC / Hash；加密用 TLS。
• CoAP：依赖 DTLS 提供安全完整性。
• NB-IoT / 4G LTE：底层物理层和链路层有 CRC；上层应用再加 Hash/签名。
• Modbus RTU：CRC16。
• ZigBee：MAC 层用 CRC16，安全层用 AES-CMAC。

---

✅ 总结

• 简单场合：用 校验和、异或、CRC。
• 需要防篡改：用 哈希 (MD5/SHA)。
• 需要认证 + 防伪造：用 HMAC 或 数字签名。