python - 在 Python 中使用 zlib crc32_combine

Question

我正在尝试使用 zlib 中的 crc32_combine 函数在Python中。尽管还有各种其他 zlib 函数可用，这个不是“包含电池”标准库的一部分。我尝试了两种方法:从 C 代码到 Python 的移植以及使用 ctypes 从 Python 调用 zlib。两者都给我不同的结果，虽然不是我期待的结果。我正在展示 ctypes 代码，因为我认为它执行速度更快并且具有发生额外程序员错误的可能性较小。

该算法可以combine two CRC32散列时的长度提供第二散列的数据。 crc32_combine定义如下:

crc32(crc32(0, seq1, len1), seq2, len2) == crc32_combine(
    crc32(0, seq1, len1), crc32(0, seq2, len2), len2)

这是输出:

Expected CRC: 45E57586
Combined CRC: 567EE4E4

在 win32 上使用 Python 3.5.1 运行时，第二行始终不同。 Python 2 不行，但结果也不是我所期望的。把zlib1.dll在与脚本相同的目录中进行尝试。

import zlib

def crc32_combine_ctypes(crc1, crc2, len2):
    import ctypes
    from ctypes import util

    lib = util.find_library('zlib1')
    _zlib = ctypes.CDLL(lib)
    assert _zlib._name, "Can't find zlib"

    _zlib.crc32_combine.argtypes = [
        ctypes.c_ulong, ctypes.c_ulong, ctypes.c_ulong]
    _zlib.crc32_combine.restype = ctypes.c_ulong

    return _zlib.crc32_combine(crc1, crc2, len2)

testfile = "zlib1.dll"

with open(testfile, "rb") as tf:
    data = tf.read()

print("Expected CRC: %0.8X" % (zlib.crc32(data) & 0xFFFFFFFF))

cut = len(data) // 2 - 100
p1 = data[0:cut]
p2 = data[cut:]

crc1 = zlib.crc32(p1)
crc2 = zlib.crc32(p2)
len1 = len(p1)
len2 = len(p2)

combined = crc32_combine_ctypes(crc1, crc2, len2)
print("Combined CRC: %0.8X" % (combined & 0xFFFFFFFF))

我做错了什么？

Answer 1

eryksun我的想法是正确的:我使用了一个又坏又旧的 DLL。最后一个带有 32 位 dll 的 zlib 版本包括: https://sourceforge.net/projects/libpng/files/zlib/1.2.8/

我移植到纯 Python 代码的速度比使用 ctypes 调用库慢几百倍。 (使用 timeit 进行 1k 次迭代和 50m 作为长度参数的数字)

31.729 (function provided below)
 0.120 (just the _zlib.crc32_combine() call: no library loading included)

纯Python代码:

def crc32_combine(crc1, crc2, len2):
    """Explanation algorithm: https://stackoverflow.com/a/23126768/654160
    crc32(crc32(0, seq1, len1), seq2, len2) == crc32_combine(
        crc32(0, seq1, len1), crc32(0, seq2, len2), len2)"""
    # degenerate case (also disallow negative lengths)
    if len2 <= 0:
        return crc1

    # put operator for one zero bit in odd
    # CRC-32 polynomial, 1, 2, 4, 8, ..., 1073741824
    odd = [0xedb88320] + [1 << i for i in range(0, 31)]
    even = [0] * 32

    def matrix_times(matrix, vector):
        number_sum = 0
        matrix_index = 0
        while vector != 0:
            if vector & 1:
                number_sum ^= matrix[matrix_index]
            vector = vector >> 1 & 0x7FFFFFFF
            matrix_index += 1
        return number_sum

    # put operator for two zero bits in even - gf2_matrix_square(even, odd)
    even[:] = [matrix_times(odd, odd[n]) for n in range(0, 32)]

    # put operator for four zero bits in odd
    odd[:] = [matrix_times(even, even[n]) for n in range(0, 32)]

    # apply len2 zeros to crc1 (first square will put the operator for one
    # zero byte, eight zero bits, in even)
    while len2 != 0:
        # apply zeros operator for this bit of len2
        even[:] = [matrix_times(odd, odd[n]) for n in range(0, 32)]
        if len2 & 1:
            crc1 = matrix_times(even, crc1)
        len2 >>= 1

        # if no more bits set, then done
        if len2 == 0:
            break

        # another iteration of the loop with odd and even swapped
        odd[:] = [matrix_times(even, even[n]) for n in range(0, 32)]
        if len2 & 1:
            crc1 = matrix_times(odd, crc1)
        len2 >>= 1

        # if no more bits set, then done
    # return combined crc
    crc1 ^= crc2
    return crc1