二維碼識(shí)別技術(shù)解析

二維碼識(shí)別技術(shù)解析二維碼識(shí)別技術(shù)解析二維碼識(shí)別技術(shù)解析xxx公司二維碼識(shí)別技術(shù)解析文件編號(hào)：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計(jì)，管理制度二維碼識(shí)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(huì)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(shí)別要了解二維碼的原理，我們先要來好好認(rèn)識(shí)一下它?，F(xiàn)在最常見的二維碼是OR二維碼（OR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，OR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(shí)別。即使將二維碼圖形旋轉(zhuǎn)，也可以識(shí)別。也許你會(huì)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(shí)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(hào)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(hào)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(hào)，我們常說的、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。”黃海平說，“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(hào)碼；還有圖片信息，甚至還可以包括簡短的視頻?！睌?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?，F(xiàn)在常見的二維碼都是以QR碼作為編碼的碼制。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)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硎镜氖嵌M(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(hào)進(jìn)行編碼和分析。為了讓我們更形象地了解，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(tái)的工作了，QR碼有自動(dòng)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(cuò)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(cuò)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(shí)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?！边@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骰蛘呤謾C(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(cuò)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(chǔ)存的信息量就大很多。有數(shù)據(jù)顯示，最多可記錄1850個(gè)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OR碼，還可以用其他碼制進(jìn)行編碼。還有，前面說到的糾錯(cuò)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(huì)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^二維碼鏈接的優(yōu)惠活動(dòng)，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(tái)，病毒鏈接和惡意軟件下載地址通過整個(gè)平臺(tái)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(tái)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)院副教授黃海平還指出，二維碼會(huì)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?！盎疖嚻鄙系男畔⒅挥需F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?！蔽磥砻\(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(shí)別、移動(dòng)購物、電子票務(wù)、商品防偽、折扣優(yōu)惠券、互動(dòng)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?！安蚀a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(huì)云儲(chǔ)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