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卢恩算法

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卢恩算法(英語:Luhn algorithm),也称为“模10”(Mod 10)算法,是一种简单的校验和算法,一般用于验证身份识别码,例如发卡行识别码国际移动设备识别码,美国国家提供商标识英语National Provider Identifier号码,或是加拿大社会保险号码英语Social Insurance Number。该算法由IBM科学家漢斯·彼得·盧恩英语Hans Peter Luhn创造,专利于1954年1月6日申请,1960年8月23日颁证,美国专利号2950048[1]

该算法现已属于公有领域并得到了广泛的应用,例如ISO/IEC 7812-1[2]。它不是一种安全的加密哈希函数,设计它的目的只是防止意外出错而不是恶意攻击。

描述

卢恩算法会通过校验码对一串数字进行验证,校验码通常会被加到这串数字的末尾处,从而得到一个完整的身份识别码。

我们以数字“7992739871”为例,计算其校验位,设校验位为X并添加至数列末位,即7992739871X:

  1. 从校验位开始,从右往左,偶数位乘2(例如,7*2=14),然后将两位数字的个位与十位相加(例如,10:1+0=1,14:1+4=5);
  2. 把得到的数字加在一起(本例中得到67);
  3. 将数字的和取模10(本例中得到7),再用10去减(本例中得到3),得到校验位。
原始数字 7 9 9 2 7 3 9 8 7 1 x
偶数位乘2 7 18 9 4 7 6 9 16 7 2 x
将数字相加 7 9 9 4 7 6 9 7 7 2 =67
再用10去减得到校验位 3

另一种方法是:

  1. 从校验位开始,从右往左,偶数位乘2,然后将两位数字的个位与十位相加;
  2. 计算所有数字的和(67);
  3. 乘以9(603);
  4. 取其个位数字(3),得到校验位。

优缺点

卢恩算法可以发现某一位的错误。 卢恩算法几乎可以发现所有由于邻位上数字被交换产生的错误。 但是,它只能发现数字交换产生的错误中的7/10,不会发现22 ↔ 55, 33 ↔ 66 或 44 ↔ 77。

代码实现

Java

/**
 * 校验位字符集
 */
private static char[] CHECKS = "0987654321".toCharArray();

public static boolean isValidLuhn(String number) {

    if (number == null) {
        return false;
    }

    char[] chs = number.toCharArray();
    int count = 0;

    for (int i = chs.length - 2, k = 1; i >= 0; i--, k++) {

        // 不是数字字符时直接返回 false
        if (chs[i] < '0' || chs[i] > '9') {
            return false;
        }
        
        // 偶位数字 * 2,奇位不乘
        int num = (chs[i] - '0') << (k & 1);
        
        // 累加
        count += num % 10 + num / 10;
    }

    // 对校验位进行比对
    return (chs[chs.length - 1] == CHECKS[count % 10]);
}

参考文献