二維碼識別技術(shù)解析

1、維碼識別技術(shù)解析當(dāng)你頻繁和它照面的時(shí)候， 你有沒有過這樣的好奇： 為什么用手機(jī)掃一下就會看 到一個(gè)“花花世界”？二維碼的顏色為什么是黑白相間的呢？這些不規(guī)則幾何 圖形中究竟藏著怎樣的“秘密”？ 常見的二維碼上為啥三個(gè)角上有方塊，這是三個(gè)定位點(diǎn)，圖形旋轉(zhuǎn)也不影響識 要了解二維碼的原理，我們先要來好好認(rèn)識一下它?，F(xiàn)在最常見的二維碼是 OF 二維碼（OF是一種碼制），我們便以它為例。我們看一個(gè)二維碼， 最先看到的當(dāng)然是幾何圖形。 這些圖形中， 藏了不少重要的部件”。南京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院副教授黃海平為我們做了詳細(xì)分析。首先，OF二維碼的三個(gè)“角”上有三個(gè)方塊，可別小瞧這方塊，它叫位置探測 圖形。有了

2、這三個(gè)點(diǎn)，不管是從哪個(gè)方向讀取二維碼，信息都可以被識別。即使將二維碼圖形旋轉(zhuǎn)，也可以識別。也許你會問，為什 么不是四個(gè)角上都有方塊 呢？事實(shí)上，是可以設(shè)更多的點(diǎn)，但幾何知識告訴我們， 3 點(diǎn)就可以確定一個(gè)平 面，節(jié)省出的一個(gè)角可以嵌入更多信息。另外，二維碼上還有一些圖形混雜在幾何圖形 中，是肉眼看不出來的，比如定 位圖形和分隔符。定位圖形就是圖中連接三個(gè)位置探測圖形之間的兩根“線”，它的作用是決定二維碼符號中模塊的坐標(biāo)，而分隔符 的作用是將位置探測圖形 與符號的其余部分分開。 也就是說， 通過掃描能讀取的數(shù)據(jù)信息在二維碼中的位 置是由定位圖形和分隔符決定的。還有兩個(gè)圖形肉眼也難以發(fā)現(xiàn)，位于左下

3、角位置探測圖形上面的是“版本信息”，每個(gè)二維碼都有一個(gè)版本號，我們常說的V1.0 、V2.0 就是版本；包圍在 三個(gè)位置探測圖形周邊的則是“格式信息”， 這指的是這個(gè)二維碼采用的編碼格 式。二維碼為什么是黑白相間的 黑色表示二進(jìn)制的“1”，白色表示二進(jìn)制的“0”我們之所以對二維碼進(jìn)行掃描能讀出那么多信息， 就是因?yàn)檫@些信息被編入了 二維碼之中?！秉S海平說，“制作二維碼輸入的信息可以分成三類，文本信息，比如名片信息；字符信息，比如網(wǎng)址、電話號碼；還有圖片信息，甚至還可以包括簡短的視頻。” 數(shù)據(jù)信息是怎么被編入的呢？信息輸入后， 首先要選擇一種信息編碼的碼制。 現(xiàn) 在常見的二維碼都是以 QR碼作為

4、編碼的碼制。QR碼是矩陣式二維碼，它是在一個(gè)矩形空間 內(nèi)，通過黑、白像素在矩陣中的不同分布，來進(jìn)行編碼的。我們知道電腦使用二進(jìn)制（ 0和 1）數(shù)來貯存和處理數(shù) 示的是二進(jìn)制“ 1”，白色表示二進(jìn)制的“ 0”，黑白的排列組合確定了矩陣式二 維條碼的內(nèi)容，以便于計(jì)算機(jī)對二維碼符號進(jìn)行編碼 和分析。據(jù)，而在二維碼中，用黑白矩形表示二進(jìn)制數(shù)據(jù)我們?nèi)庋勰芸吹降暮谏頌榱俗屛覀兏蜗蟮亓私?，黃海平對信息“ bcde”進(jìn)行了 QR編碼（同時(shí)為了防 泄露置入了密鑰“ a”，這是為了保護(hù)信息），這樣經(jīng)過編碼，就出現(xiàn)了一個(gè)全部 由 0 和 1 組成矩形的排列。由這個(gè)信息又生成了二維碼。至于數(shù)據(jù)信息到底在黑白相間的

5、矩形中的什么位置，非專業(yè)人士是無法知曉的，“這都是后臺的工作了， QR碼有自動的規(guī)則，將信息安排在二維碼相應(yīng)的位 置?！秉S海平說。和數(shù)據(jù)信息混在一起編入二維碼的還有糾錯碼信息。 這是因?yàn)楫?dāng)我們對二維碼進(jìn) 行掃描時(shí)，不能保證掃的每一位信息都正確，這就需要依賴糾錯碼信息了。此外，二維碼中還藏著非常重要的校正圖形。當(dāng) 二維碼遭到污染或者破壞時(shí)， 校正圖形保證了沒有被破壞的信息仍然可以被識別。 也就是說， 我們掃描讀出的 信息在二維碼中備份了很多份?！凹词苟S碼的損毀面 積高達(dá) 50%，信息仍然 可以讀取。 ”這也就是我們對著一個(gè)二維碼掃描時(shí)， 不需要只掃描整個(gè)圖形， 而只對著圖形的某一個(gè)部分，就可能

6、成功獲取信息的原因。不 信你可以試試！ 說到這里，掃描二維碼為什么能讀取信息就好理 解了?！霸谖覀冇霉怆姃呙杵?或者手機(jī)智能終端的掃描軟件進(jìn)行掃描時(shí)， 其實(shí)是一個(gè)解碼的過程， 解碼恰恰是 編碼的逆過程。具體說來，是位置探測圖形定位二維碼 的區(qū)域，根據(jù)二維碼的 編碼格式信息和糾錯碼， 對數(shù)據(jù)進(jìn)行解讀。 如果編碼時(shí)經(jīng)過加密處理， 解碼時(shí)則 需要加密時(shí)的密鑰信息。” 也許你有個(gè)疑問， 此前條形碼在生活里也已經(jīng)有諸多應(yīng)用， 比如超市貨架上的東 西都有條形碼，二維碼相比條形碼有什么優(yōu)點(diǎn)呢？ 黃海平說，條形碼是一維的，而二維碼是采用縱 橫向編碼的，儲存的信息量就 大很多。有數(shù)據(jù)顯示，最多可記錄 1850個(gè)

7、大寫字母， 2710個(gè)數(shù)字或 500多個(gè)漢字。另外，二維碼的空間利用率高；二維碼除 了常見的OF碼，還可以用其他碼 制進(jìn)行編碼。還有，前面說到的糾錯能力和校正能力，以及加密功能，都是二維 碼的優(yōu)勢。安全隱患：見二維碼就掃， 100 多元話費(fèi)不翼而飛 隨著二維碼越來越多地應(yīng)用，它的安全使用問題也引起了關(guān)注。網(wǎng)秦手機(jī)安全專家鄒仕洪博士表示，雖然二維碼 本身不會攜帶病毒，但很多病 毒軟件可以利用二維碼下載。 由于二維碼技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得很成熟， “門檻”比較 低，不法分子利用二維碼生成器，就可以按照自己的意 愿，制作二維碼，在其 中暗藏陷阱。 比如，北京的一位市民習(xí)慣見碼就掃， 最近卻因?yàn)樗⒛成碳彝ㄟ^二

8、 維碼鏈接的優(yōu)惠活動，不幸中了扣費(fèi)病毒跳轉(zhuǎn)到惡意網(wǎng)址，導(dǎo) 致 100 多元話費(fèi) 不翼而飛。目前網(wǎng)上可以隨意找到二維碼生成器，將病毒鏈 接制成二維碼并發(fā)布出去僅需 三個(gè)小步驟。 第一， 在網(wǎng)上找到一個(gè)二維碼生成平臺， 病毒鏈接和惡意軟件下載 地址通過整個(gè)平臺可以直接轉(zhuǎn)換成二維碼；第二，將二 維碼發(fā)布，掃碼者很有 可能中招；第三，現(xiàn)在有種更新的二維碼技術(shù)， 可以在后臺修改對應(yīng)的鏈接信息， 原本是無害的鏈接也有可能突然就成了惡意內(nèi)容。根據(jù)網(wǎng)秦 Q3 手機(jī)安全報(bào)告顯示，去年三季度網(wǎng)秦共查殺到手機(jī)惡意軟件 23375 款，三季度感染惡意軟件的智能手機(jī)共有 991 萬部。南京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院副教授黃海平

9、還指出， 二維碼會造成個(gè)人信息泄露被 他人利用。 比如早期的火車票上的信息沒有加密， 丟棄后， 別人一掃就容易得知 車票上的個(gè)人信息。不過，現(xiàn)在的火車票已經(jīng)加密了， 黃海平拿出一張火車票 做實(shí)驗(yàn)，掃出的信息是亂碼。 “火車票上的信息只有鐵路部門內(nèi)部可以讀取， 他 們在制作二維碼時(shí)就將密鑰信息預(yù)置在其中了。” 未來命運(yùn)：手機(jī)彩碼是噱頭 , 二維碼將有替代品 細(xì)心的人可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)， 現(xiàn)在在街頭廣告、 報(bào)刊雜志上能看到的二維碼已經(jīng)不僅 僅是黑白相間的了，還有彩色的二維碼，這是什么原理呢？ 鄒仕洪博士說，手機(jī)彩碼是通過顏色和形狀承載信息量， 應(yīng)用比二維碼更加廣泛， 可用于電子名片、身份識別、移動購物、

10、電子票務(wù)、商品防偽、折扣優(yōu)惠券、互 動調(diào)查、廣告宣傳等方面。目前手機(jī)彩碼在日韓等國已成為新時(shí)尚。彩碼其實(shí)只是一個(gè)噱頭， 在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域， 所有的色彩都能用二進(jìn)制來表示。 彩碼與黑白二維碼的不同在于，不再簡單地用黑色代表二進(jìn)制的“1”，白色代表0”，而是有相對復(fù)雜的編碼系統(tǒng)?！秉S海平說。目前，二維碼的使用中有一條原則非常重要， 就是用戶在生成編碼和解碼時(shí)所采 用的碼制一定要跟掃碼軟件相匹配。 二維碼還沒有實(shí)現(xiàn)完全通用的編碼方式， 面 臨著一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的問題。而中國云計(jì)算專家委員會云儲組組長、 解放軍理工大學(xué)教授劉鵬在接受現(xiàn)代快報(bào) 記者采訪時(shí)透露， 二維碼已經(jīng)算原始的了， 他們正在研發(fā)新的替代品， 只是現(xiàn)在 還需要技術(shù)保密，不便透露。教你防毒 防范二維碼藏毒，不要見碼就掃 怎么避免中毒等風(fēng)險(xiǎn)呢？鄒仕洪幫快報(bào)讀者總結(jié)了防范二維碼“藏毒”的方法， 只需要簡單幾步： 1. 手機(jī)用戶應(yīng)該從正規(guī)渠道下載軟件， 對于不正規(guī)網(wǎng)站提供的二維碼與街邊發(fā)放 單