Checksumtechnieken

Checksumtechnieken zijn methoden om de integriteit van digitale data te controleren door van een blok data een korte, wiskundig afgeleide waarde te berekenen, een checksum. De checksum wordt samen met de data opgeslagen of verzonden, zodat bij ontvangst of gebruik de checksum opnieuw kan worden berekend en vergeleken. Als de berekende waarde verschilt van de ontvangen, duidt dit op fouten in opslag of transport.

Er bestaan verschillende typen checksums. Eenvoudige methodes gebruiken een som of modulaire bewerking (bijvoorbeeld een totale som van bytes). Pariteits- en LRC-methoden voegen redundant informatie toe die specifieke foutpatronen kan opvangen. Complexere technieken zijn CRC's (cyclic redundancy checks), waarbij data wordt verwerkt volgens een wiskundig polynoom; CRC's leveren een hoger foutdetectiepercentage en worden gangbaar gebruikt in netwerken en opslag.

Een checksum wordt doorgaans aan de data gekoppeld en door de ontvanger opnieuw berekend om te controleren of de data ongewijzigd is gebleven. Voorbeelden zijn de IPv4-header checksum in netwerken, CRC's in ZIP-bestanden en CRC's in veel communicatieprotocollen. CRC's zijn vooral sterk in het detecteren van bursts van fouten; eenvoudige sommen zijn sneller maar minder robuust.

Toepassingsgebieden omvatten netwerkprotocollen, opslagmedia, RAID-omgevingen en bestandssystemen waar integriteitscontrole essentieel is. Ze worden ook gebruikt bij back-ups en data-archivering om te controleren of bestanden ongewijzigd zijn gebleven. Belangrijk is dat checksums geen cryptografische beveiliging bieden tegen opzettelijke manipulatie; bij beveiligingsbehoeften worden crypto-hashes of digitale handtekeningen toegepast.

Bij de keuze van een checksumtechniek spelen factoren als foutmodel, gewenste detectiekans, prestaties en implementatiegemak een rol. CRCs bieden doorgaans een goede balans tussen detectie en snelheid; voor zeer grote data en prestatiekritieke systemen kunnen snellere, eenvoudige checksums volstaan als risicoanalyse dit toestaat.