CRCとは？デジタルデータ転送の誤り検出方法
ITの初心者
CRCについて教えてください。
IT･PC専門家
CRCとは、Cyclic Redundancy Check（巡回冗長検査）の略で、デジタルデータの転送時に起こる誤りを検出するための方式です。
ITの初心者
どういった誤りを検出できるんですか？
IT･PC専門家
特に連続する誤り（バースト誤り）の検出に優れています。イーサネットなどの通信に広く使われています。
CRCとは。
CRC（サイクリック冗長検査）とは、デジタルデータの伝送時に発生する誤りを検出するための手法です。連続した誤り（バースト誤り）を検出するのに役立ちます。イーサネットなどのさまざまな通信システムで使用されています。CRC という名称は、「cyclic redundancy check」の頭文字を取ったものです。
CRCの概要
CRC（巡回冗長検査）とは、デジタルデータ伝送における誤り検出手法です。送信側では、送信データにCRC値というチェックサムを付加します。受信側は、受信したデータのCRC値を計算し、送信側が計算したCRC値と比較します。両者のCRC値が一致しない場合、データに誤りが発生したことが検出されます。
CRCは、データの完全性を保証するために広く使用されています。例えば、ハードディスクドライブや光学メディアでは、データにCRC値を格納して、データを読み込んだ際に誤りが発生していないかを確認しています。また、ネットワーク通信においても、CRCを使用してパケットの誤りを検出し、正しく受信できたかを確認しています。CRCの利点は、データの損失や破損を迅速かつ効率的に検出できることです。
バースト誤りの検出
バースト誤りとは、連続して多数のビットが誤るエラーのことです。これは、記憶媒体の読み書き操作中に発生することがあります。CRCでは、バースト誤りの検出のために、生成多項式と呼ばれる数学的な式を使用しています。生成多項式は、送信データに適用され、チェックサムを生成します。受信側では、受信データに生成多項式を適用し、チェックサムを検証します。このチェックサムが一致しない場合、バースト誤りが発生した可能性があります。
通信用途
CRC（巡回冗長検査）の通信用途では、データが送信される際にCRC値が追加されます。このCRC値は、データの整合性を検証するのに役立ちます。受信側では、受信したデータに対してCRC計算を行い、送信されたCRC値と比較します。一致すれば、データはエラーなく受信されたと判断され、そうでない場合はエラーが検出されます。
この仕組みは、長距離通信やノイズの多い環境など、データが破損しやすい状況で特に重要です。CRCにより、データの整合性を維持し、エラーを検出して修正することで、信頼性の高いデータ転送が実現しています。
誤り訂正との違い
CRC（巡回冗長検査）と誤り訂正は、どちらもデジタルデータ転送におけるデータの整合性を保つために用いられる技術ですが、その目的と方法が異なります。
CRCは、データに付加される冗長ビット（チェックサム）を計算し、データが破損していないことを確認するために使用されます。受信側は、受信したデータのCRCをチェックサムと比較することで、データが破損していないかどうかを判定します。もしCRCが一致しなければ、データに誤りがある可能性があり、再送が必要になります。
一方、誤り訂正はCRCとは異なり、破損したデータビットを特定し、それを正しいビットに置き換える機能を備えています。誤り訂正コード（ECC）がデータに付加され、受信側はECCを使用して破損したビットを検出し、修正します。これにより、破損したデータを再送せずに復元できます。
CRCのアルゴリズム
CRC（Cyclic Redundancy Check）のアルゴリズムは、伝送されるデジタルデータの誤りを検出するための重要な数学的手法です。このアルゴリズムは、伝送されるデータのブロックに特定のポリノミアルを加算し、その結果を得ます。この結果の余りは、CRC値として知られており、データブロックの末尾に追加されます。
受信側では、受信したデータブロックに同じCRCアルゴリズムを適用し、新しいCRC値を計算します。この新しいCRC値が、送信側で計算された元のCRC値と一致する場合、データブロックは正しく受信されたと考えられます。不一致がある場合、データブロックのどこかで誤りが発生している可能性があります。