802.11 FCS (CRC32)

Question

下面的代码是否正确计算了无线802.11帧的FCS值？
因为以下代码生成的值与wireshark显示的值不匹配。

const uint32_t crctable[] = {
   0x00000000L, 0x77073096L, 0xee0e612cL, 0x990951baL, 0x076dc419L, 0x706af48fL, 0xe963a535L, 0x9e6495a3L,
   0x0edb8832L, 0x79dcb8a4L, 0xe0d5e91eL, 0x97d2d988L, 0x09b64c2bL, 0x7eb17cbdL, 0xe7b82d07L, 0x90bf1d91L,
   0x1db71064L, 0x6ab020f2L, 0xf3b97148L, 0x84be41deL, 0x1adad47dL, 0x6ddde4ebL, 0xf4d4b551L, 0x83d385c7L,
   0x136c9856L, 0x646ba8c0L, 0xfd62f97aL, 0x8a65c9ecL, 0x14015c4fL, 0x63066cd9L, 0xfa0f3d63L, 0x8d080df5L,
   0x3b6e20c8L, 0x4c69105eL, 0xd56041e4L, 0xa2677172L, 0x3c03e4d1L, 0x4b04d447L, 0xd20d85fdL, 0xa50ab56bL,
   0x35b5a8faL, 0x42b2986cL, 0xdbbbc9d6L, 0xacbcf940L, 0x32d86ce3L, 0x45df5c75L, 0xdcd60dcfL, 0xabd13d59L,
   0x26d930acL, 0x51de003aL, 0xc8d75180L, 0xbfd06116L, 0x21b4f4b5L, 0x56b3c423L, 0xcfba9599L, 0xb8bda50fL,
   0x2802b89eL, 0x5f058808L, 0xc60cd9b2L, 0xb10be924L, 0x2f6f7c87L, 0x58684c11L, 0xc1611dabL, 0xb6662d3dL,
   0x76dc4190L, 0x01db7106L, 0x98d220bcL, 0xefd5102aL, 0x71b18589L, 0x06b6b51fL, 0x9fbfe4a5L, 0xe8b8d433L,
   0x7807c9a2L, 0x0f00f934L, 0x9609a88eL, 0xe10e9818L, 0x7f6a0dbbL, 0x086d3d2dL, 0x91646c97L, 0xe6635c01L,
   0x6b6b51f4L, 0x1c6c6162L, 0x856530d8L, 0xf262004eL, 0x6c0695edL, 0x1b01a57bL, 0x8208f4c1L, 0xf50fc457L,
   0x65b0d9c6L, 0x12b7e950L, 0x8bbeb8eaL, 0xfcb9887cL, 0x62dd1ddfL, 0x15da2d49L, 0x8cd37cf3L, 0xfbd44c65L,
   0x4db26158L, 0x3ab551ceL, 0xa3bc0074L, 0xd4bb30e2L, 0x4adfa541L, 0x3dd895d7L, 0xa4d1c46dL, 0xd3d6f4fbL,
   0x4369e96aL, 0x346ed9fcL, 0xad678846L, 0xda60b8d0L, 0x44042d73L, 0x33031de5L, 0xaa0a4c5fL, 0xdd0d7cc9L,
   0x5005713cL, 0x270241aaL, 0xbe0b1010L, 0xc90c2086L, 0x5768b525L, 0x206f85b3L, 0xb966d409L, 0xce61e49fL,
   0x5edef90eL, 0x29d9c998L, 0xb0d09822L, 0xc7d7a8b4L, 0x59b33d17L, 0x2eb40d81L, 0xb7bd5c3bL, 0xc0ba6cadL,
   0xedb88320L, 0x9abfb3b6L, 0x03b6e20cL, 0x74b1d29aL, 0xead54739L, 0x9dd277afL, 0x04db2615L, 0x73dc1683L,
   0xe3630b12L, 0x94643b84L, 0x0d6d6a3eL, 0x7a6a5aa8L, 0xe40ecf0bL, 0x9309ff9dL, 0x0a00ae27L, 0x7d079eb1L,
   0xf00f9344L, 0x8708a3d2L, 0x1e01f268L, 0x6906c2feL, 0xf762575dL, 0x806567cbL, 0x196c3671L, 0x6e6b06e7L,
   0xfed41b76L, 0x89d32be0L, 0x10da7a5aL, 0x67dd4accL, 0xf9b9df6fL, 0x8ebeeff9L, 0x17b7be43L, 0x60b08ed5L,
   0xd6d6a3e8L, 0xa1d1937eL, 0x38d8c2c4L, 0x4fdff252L, 0xd1bb67f1L, 0xa6bc5767L, 0x3fb506ddL, 0x48b2364bL,
   0xd80d2bdaL, 0xaf0a1b4cL, 0x36034af6L, 0x41047a60L, 0xdf60efc3L, 0xa867df55L, 0x316e8eefL, 0x4669be79L,
   0xcb61b38cL, 0xbc66831aL, 0x256fd2a0L, 0x5268e236L, 0xcc0c7795L, 0xbb0b4703L, 0x220216b9L, 0x5505262fL,
   0xc5ba3bbeL, 0xb2bd0b28L, 0x2bb45a92L, 0x5cb36a04L, 0xc2d7ffa7L, 0xb5d0cf31L, 0x2cd99e8bL, 0x5bdeae1dL,
   0x9b64c2b0L, 0xec63f226L, 0x756aa39cL, 0x026d930aL, 0x9c0906a9L, 0xeb0e363fL, 0x72076785L, 0x05005713L,
   0x95bf4a82L, 0xe2b87a14L, 0x7bb12baeL, 0x0cb61b38L, 0x92d28e9bL, 0xe5d5be0dL, 0x7cdcefb7L, 0x0bdbdf21L,
   0x86d3d2d4L, 0xf1d4e242L, 0x68ddb3f8L, 0x1fda836eL, 0x81be16cdL, 0xf6b9265bL, 0x6fb077e1L, 0x18b74777L,
   0x88085ae6L, 0xff0f6a70L, 0x66063bcaL, 0x11010b5cL, 0x8f659effL, 0xf862ae69L, 0x616bffd3L, 0x166ccf45L,
   0xa00ae278L, 0xd70dd2eeL, 0x4e048354L, 0x3903b3c2L, 0xa7672661L, 0xd06016f7L, 0x4969474dL, 0x3e6e77dbL,
   0xaed16a4aL, 0xd9d65adcL, 0x40df0b66L, 0x37d83bf0L, 0xa9bcae53L, 0xdebb9ec5L, 0x47b2cf7fL, 0x30b5ffe9L,
   0xbdbdf21cL, 0xcabac28aL, 0x53b39330L, 0x24b4a3a6L, 0xbad03605L, 0xcdd70693L, 0x54de5729L, 0x23d967bfL,
   0xb3667a2eL, 0xc4614ab8L, 0x5d681b02L, 0x2a6f2b94L, 0xb40bbe37L, 0xc30c8ea1L, 0x5a05df1bL, 0x2d02ef8dL
};

uint32_t crc32(uint32_t bytes_sz, const uint8_t *bytes)
{
   uint32_t crc = ~0;
   uint32_t i;
   for(i = 0; i < bytes_sz; ++i) {
      crc = crctable[(crc ^ bytes[i]) & 0xff] ^ (crc >> 8);
   }
   return ~crc;
}

我将以以下方式调用上述函数：

uint32_t crc = crc32(header->len - 4, packet);

其中 header 是一种类型：

struct pcap_pkthdr *header;

头信息由pcap回调处理：

void my_callback(u_char *args, const struct pcap_pkthdr *header, const u_char *packet)

我从这个链接获取了crc32()和crctable[]的代码。

两年后的编辑：

上述的crc32()代码是有效的；下面这行代码
printf("0x%x\n",crc32(sizeof(MSG)-16-4,MSG+16));
打印出正确的802.11 CRC，其中：

MSG是一个从Wireshark中复制并粘贴的消息字节数组（unsigned char[]）；

16是radiotap头部大小，

4是FCS（帧校验序列，crc32，小端= x86顺序）的大小。

- bengaluriga

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测试一些已知校验和的值，并与之比对。如果不匹配，则您的可能是错误的。 - RedX

@RedX 我用 Wireshark 生成的校验和进行了测试，但它们不匹配。你能告诉我上面的代码有什么问题吗？ - bengaluriga

Wireshark的crc32和代码校验和有许多未知因素。请前往http://www.lammertbies.nl/comm/info/crc-calculation.html，在其中输入一个数字并计算校验和，看它是否与你的匹配。 - RedX

@RedX 上述链接计算出的校验和与我的代码计算出的校验和相匹配。但是，你仍然不能忽视事实，即Wireshark显示了不同的校验和。也许802.11帧的校验和是以不同的方式计算的。这正是我的问题所在。我们是否应该采用不同的方法来计算802.11帧的CRC32校验和？ - bengaluriga

现在这是一个更好的解释你的问题，应该已经在问题中说明。看起来你知道你的计算是正确的。你需要知道如何对数据包进行校验和，这与你（工作）的实现无关。 - RedX

Answer 1

在捕获或从中读取捕获文件的pcap_t上，pcap_datalink()返回什么值？ 除非它是DLT_IEEE802_11（值为105），否则该数据包既不是802.11数据包，也不仅仅是802.11数据包。例如，如果是DLT_EN10MB，那么它就是一个以太网数据包（您可能会从802.11适配器中获取它，特别是如果您没有在监视模式下捕获），如果是DLT_IEEE802_11_RADIO，则它以“radiotap”标题开头，如radiotap.org网站所述，您需要跳过radiotap标题以到达802.11帧，并且只校验802.11帧。（此外，对于一些Atheros适配器，802.11帧将在802.11标头和802.11有效负载之间添加一些填充，在进行校验时必须将其删除；如果您有radiotap标题，则在flags字段中的“frame has padding between 802.11 header and payload (to 32-bit boundary)”标志指示了这一点。）

- user862787

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非常感谢。你真是太棒了。你解决了这个问题。pcap_datalink()返回DLT_IEEE802_11_RADIO。我检查了radiotap头的标志字段，我的无线网卡没有进行任何数据填充。因此，我在跳过radiotap头（并减去数据包的最后4个字节）的情况下对数据包应用crc32()函数，并得到了与wireshark匹配的校验和值。再次非常感谢你。 - bengaluriga

Answer 2

一些硬件能够卸载校验和验证，有效地将预先验证的校验和数据包交给CPU，而不是让CPU负担校验和验证。根据wireshark关于校验和的页面，这可能会使校验和字段为零或垃圾。

在这种情况下，数据包仍将被处理，因为操作系统知道校验和已经在NIC中验证过了。操作系统不会因为无效的校验和而丢弃数据包，因为它知道NIC已经验证了校验和。

- Edwin Buck

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增加了有关卸载校验和验证的位描述。 - Edwin Buck

这是一个802.11校验和，而不是互联网校验和，因此整个数据包都要进行校验和计算，并且在路由器传输数据包时，网络硬件会重新计算校验和。 - user862787