1. Дублирование информации

Данный метод является простейшим видом контроля, заключающимся в повторной передаче данных. Достоинство метода дублирования информации: простая реализация. Недостаток: снижение пропускной способности в два раза из-за высокой избыточности.

2. Контрольная сумма

Контрольные суммы используются для обнаружения ошибок в протоколах UDP (User Datаgramm Protocol) транспортного уровня компьютерных сетей (Интернет).

Помехоустойчивое кодирование методом контрольной суммы позволяет:

1. Обнаруживать одиночные ошибки.

2. Обнаруживать множественные ошибки.

3. Контроль паритета

Помехоустойчивое кодирование методом контроля паритета позволяет:

1. Обнаруживать одиночные ошибки.

2. Обнаруживать ошибки нечетной кратности (ошибки одновременно в одном, трех, пяти и т.д. битах).

Контроль паритета не позволяет обнаруживать ошибки четной кратности (ошибки одновременно в двух, четырех, шести и т.д. битах).

При контроле паритета передающий узел вычисляет один контрольный бит паритета Р для данных Dn-1Dn-2…D1D0 (обычно n = 5, 6, 7, 8 бит). Различают два типа контроля паритета (parity – соответствие, аналогия): по четности и по нечетно-сти.

При контроле по четности сумма единичных битов данного и бита паритета является четным числом. При контроле по нечетности сумма единичных битов данного и бита паритета является нечетным числом.

4. Двухмерный контроль паритета

Двухмерный контроль паритета позволяет:

1. Обнаруживать и исправлять одиночные ошибки.

2. Обнаруживать двойные ошибки.

Способность приемника обнаруживать и исправлять ошибки называют прямым исправлением ошибок (Forward Error Correction, FEC). Двухмерный контроль паритета применяются в устройствах хранения данных. Такие методы При двухмерном контроле вычисляются множественные биты паритета четности.

5. Код Хемминга

Помехоустойчивое кодирование методом Хемминга позволяет:

- обнаруживать одиночные ошибки;

- исправлять одиночные ошибки.

Метод основан на перекрестном вычислении битов паритета.

Основными свойствами кода Хемминга являются:

- расстояние по Хеммингу;

- минимальное расстояние по Хеммингу;

- вес Хемминга.

Расстоянием по Хеммингу d(x,y) называется число позиций, в которых различаются два n-разрядных кода.

Минимальным расстоянием d^* называется наименьшее из всех расстояний по Хеммингу между различными парами всех n-разрядных кодов.

Весом Хемминга w(x) называется число ненулевых компонент n-разрядного кода.

6. Циклические коды crc

Циклический избыточный контроль CRC (Cyclic redundancy check) - это метод обнаружения ошибок с использованием полиномиального кода. Полиномы представляют собой альтернативную запись чисел в двоичной системе. Например, двоичному числу 1100 соответствует полином .

Для полиномов определяются операции сложения, вычитания, умножения и деления, которые используются для кодирования и декодирования сообщения. Особенностью всех арифметических операций над полиномами является отсутствие переносов и заемов.

Правила полиномиального арифметического сложения без переноса:

0  0 = 0; 0 + 1 = 1; 1 + 0 = 1; 1 + 1 = 0.

Правила полиномиального арифметического вычитания без переноса:

0 - 0 = 0; 0 - 1 = 1; 1 - 0 = 1; 1 - 1 = 0.

Полиномиальные арифметическое сложение и вычитания соответствуют логической операции сумма по модулю два: 0  0=0; 0  1=1; 1  0=1; 1  1=0.

Правила полиномиального арифметического умножения выполняются по обычным правилам арифметического умножения:

0 0 = 0; 0 1 = 0; 1 0 = 0; 1 1 = 1.

Сложение промежуточных результатов умножения выполняется по правилам полиномиального арифметического сложения без переноса (сумма по модулю два).

Двухмерный контроль четности

При передаче данных по компьютерным сетям от передающего узла к приемному узлу, принимаются меры по защите информации от воздействия помех. Помехи могут искажать данные, приводя к изменению одного или нескольких битов на противоположное значение (0 на 1 или 1 на 0). Для повышения достоверности передаваемых данных применяют помехоустойчивое кодирование.

Помехоустойчивое кодирование основано на теории кодов, контролирующих ошибки, техническая задача, которых состоит в защите цифровых данных от появляющихся в процессе передачи по каналам связи ошибок.

Контрольные суммы.

Контро́льная су́мма — некоторое значение, рассчитанное по набору данных путём применения определённого алгоритма и используемое для проверки целостности данных при их передаче или хранении. Так же контрольные суммы могут использоваться для быстрого сравнения двух наборов данных на неэквивалентность: с большой вероятностью различные наборы данных будут иметь неравные контрольные суммы.

Несложные, крайне быстрые и легко реализуемые аппаратные алгоритмы, используемые для защиты от непреднамеренных искажений, в том числе ошибок аппаратуры.

По скорости вычисления в десятки и сотни раз быстрее, чем криптографические хеш-функции, и значительно проще в аппаратной реализации.

Платой за столь высокую скорость является отсутствие криптостойкости — лёгкая возможность подогнать сообщение под заранее известную сумму. Также обычно разрядность контрольных сумм (типичное число: 32 бита) ниже, чем криптографических хешей (типичные числа: 128, 160 и 256 бит), что означает возможность возникновения непреднамеренных коллизий.

Простейшим случаем такого алгоритма является деление сообщения на 32- или 16- битные слова и их суммирование, что применяется, например, в TCP/IP.

Как правило, к такому алгоритму предъявляются требования отслеживания типичных аппаратных ошибок, таких, как несколько подряд идущих ошибочных бит до заданной длины. Семейство алгоритмов т. н. «циклических избыточных кодов» удовлетворяет этим требованиям. К ним относится, например, CRC32, применяемый в аппаратуре Ethernet и в формате упакованных файлов ZIP.

Контрольная сумма является хеш-функцией, используемой для вычисления контрольного кода — небольшого количества бит внутри большого блока данных, например, сетевого пакета или блока компьютерного файла, применяемого для обнаружения ошибок при передаче или хранении информации. Значение контрольной суммы добавляется в конец блока данных непосредственно перед началом передачи или записи данных на какой-либо носитель информации. Впоследствии оно проверяется для подтверждения целостности данных.

Циклический избыточный код — алгоритм вычисления контрольной суммы, предназначенный для проверки целостности передаваемых данных. Алгоритм CRC обнаруживает все одиночные ошибки, двойные ошибки и ошибки в нечетном числе битов.

Хеширование — преобразование входного массива данных произвольной длины в выходную битовую строку фиксированной длины.