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印刷問答 2021-04-11 11:53 1812 0
文/科技民兵
我在研究生期間惡補(bǔ)過一些關(guān)于二維碼原理的論文,正好借這個(gè)問題的機(jī)會(huì)跟大家分享一下二維碼最小尺寸。題主所說的雷同,應(yīng)該就是兩個(gè)二維碼中黑白小塊大小、位置、數(shù)量完全一致的意思,先說結(jié)論:如果僅僅看外觀,現(xiàn)實(shí)生活中是存在長相雷同的二維碼的。
大家可能會(huì)疑惑了,二維碼雷同,那不就“泄密”了嗎?這里大家有個(gè)誤區(qū),把二維碼當(dāng)成了一種加密方法,屬于隨機(jī)生成的密鑰,其實(shí)并不是,二維碼只是原始信息的一種圖形化表達(dá),好比中文翻譯成英文,只是把字符、中/日文字、數(shù)字等轉(zhuǎn)譯成了黑白方塊的矩陣,其目的并不是防止別人識(shí)別二維碼最小尺寸。如果原始信息不同,那么生成的二維碼自然不同,但是不同的原始信息,如果采用的編碼方式有差異,是有可能產(chǎn)生雷同的二維碼的。
題主的疑問可以分解為以下兩點(diǎn):
(1) 二維碼有沒有被人類用完的可能二維碼最小尺寸?
(2)有沒有可能存在相同的二維碼二維碼最小尺寸,但是其原始信息卻不一樣?
可能這也是很多朋友的疑問,全世界每天有很多人都在使用二維碼,據(jù)估計(jì)可能一天產(chǎn)生的二維碼就達(dá)上百億,那么長此以往下去,二維碼不就用完了嗎?萬一哪天別人新生成的支付寶收款碼正好是我之前用過的,那錢豈不是就轉(zhuǎn)給我了?哈哈,我想說,你想得美二維碼最小尺寸。馬云爸爸會(huì)允許嗎?下面就我自己的理解,給大家講講其中的原理。
首先需要先補(bǔ)充一點(diǎn)二維碼的知識(shí),不感興趣的朋友可以直接跳到文末解答疑問的部分二維碼最小尺寸。
二維碼原理簡介通俗的講,二維碼就是使用某些特定幾何圖形按照一定規(guī)律排列從而達(dá)到記錄符號(hào)信息的一種編碼技術(shù),編碼的輸入端是網(wǎng)址、電子名片、郵件地址等,輸出端是二維的黑白方塊矩陣二維碼最小尺寸。編碼的碼制有很多種,最常見的就是QR(Quick-Response) code,此外還有Data Matrix, Maxi Code等等。
典型的QR code如上圖所示二維碼最小尺寸,主要分為功能圖形、編碼區(qū)格式兩大塊,其中功能圖形包括位置探測圖形、位置探測圖形分隔符、定位圖形和校正圖形
“三個(gè)位置相關(guān)的圖形二維碼最小尺寸,用于對(duì)二維碼的定位,對(duì)每個(gè)QR碼來說,他們的位置都是固定存的,只是規(guī)格不同而已”
校正圖形:與規(guī)格對(duì)應(yīng)二維碼最小尺寸,一旦規(guī)格定下來,校正圖形的數(shù)量和位置也就確定了
格式信息:這個(gè)代表二維碼的糾錯(cuò)級(jí)別二維碼最小尺寸,二維碼總共有為L、M、Q、H四種糾錯(cuò)等級(jí),L最低,H最高,等級(jí)越高,二維碼可被正確掃描的概率就越大,但同時(shí)二維碼可攜帶的有效信息也會(huì)變少
版本信息:可以理解為二維碼的規(guī)格二維碼最小尺寸,QR碼符號(hào)共有40種規(guī)格的矩陣(一般為黑白色),從21x21(版本1),到177x177(版本40),每一版本符號(hào)比前一版本 每邊增加4個(gè)模塊
數(shù)據(jù)和糾錯(cuò)碼:數(shù)據(jù)就是指真實(shí)編碼后的內(nèi)容,比如網(wǎng)址對(duì)應(yīng)的黑白塊,糾錯(cuò)字是為了糾正傳輸過程中丟失部分信息后,能正確解碼用的,日常生活中二維碼經(jīng)常會(huì)被人為扭曲、磨損,此時(shí)糾錯(cuò)碼就派上用場了二維碼最小尺寸。
二維碼特點(diǎn)一:編碼的數(shù)據(jù)容量量有限制二維碼對(duì)編碼的數(shù)據(jù)容量是有限制的,你給我一本新華字典,我肯定是無法給你生成二維碼的,因?yàn)樾氯A字典字太多了,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了二維碼容許的數(shù)據(jù)上限二維碼最小尺寸。
上圖是QR碼可以容納的數(shù)據(jù)容量表,可以看出,通過QR碼制來生成二維碼,最多容納7089個(gè)數(shù)字或者4296個(gè)字母,如果是中文漢字,那么采用UTF-8編碼的漢字最多可以容納984個(gè),差不多一個(gè)頭條問答的字?jǐn)?shù)二維碼最小尺寸。這樣就從源頭上保證了可以被轉(zhuǎn)成二維碼的信息是有限制的。
二維碼特點(diǎn)二:二維碼的編碼是可逆的,原始信息和二維碼一一對(duì)應(yīng)二維碼的所有編碼步驟都是可逆的,如果給我一個(gè)二維碼,并且告訴我編碼步驟中的參數(shù)設(shè)定,我一定可以把原始信息給解出來,這就從原理上保證了原始信息和二維碼的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系二維碼最小尺寸。確實(shí),二維碼的“長相”是有限的,但是可用于編碼的數(shù)據(jù)量也是有限的,而且二維碼的數(shù)量是大于可編碼信息的組合數(shù)量的,這也是保證原始信息和二維碼一一對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)證據(jù)。
回答上面的兩個(gè)問題(1)二維碼有沒有被人類用完的可能二維碼最小尺寸?
答:問題本身不成立,這是錯(cuò)誤的把二維碼當(dāng)成了憑空生成的密鑰之類的東西了,實(shí)際上可用于生成二維碼的數(shù)據(jù)量(數(shù)字、字幕、漢字、日文)就是有限的,并且小于二維碼在數(shù)學(xué)上的數(shù)量上限,所以本身問題就不成立二維碼最小尺寸。
(2)有沒有可能存在相同的二維碼二維碼最小尺寸,但是其原始信息卻不一樣?
021yin.com 和“周杰倫”,如果選擇的糾錯(cuò)級(jí)別、編碼類型、二維碼版本不一樣,是可能生成“長相”完全一致的二維碼的二維碼最小尺寸。如果兩張“長相”一樣的二維碼,而且糾錯(cuò)級(jí)別、編碼類型、版本信息也完全一致,那么逆推出的原始信息,一定是一樣的。
衍生問題有朋友可能會(huì)繼續(xù)問,既然能被生成二維碼的信息是有限的,那么總有一天所有組合都被人類用完了,這個(gè)時(shí)候肯定會(huì)出現(xiàn)重復(fù)的二維碼,這個(gè)怎么保證安全呢?事實(shí)上,二維碼除了以上維度以外,還有一個(gè)時(shí)間維度,二維碼分靜態(tài)二維碼和動(dòng)態(tài)二維碼,靜態(tài)二維碼永遠(yuǎn)有效,而動(dòng)態(tài)二維碼則在一定時(shí)間內(nèi)有效,比如支付寶的付款碼,這有點(diǎn)像計(jì)算機(jī)中的HDCP動(dòng)態(tài)分配IP地址技術(shù),如果某個(gè)用戶下線了,那么他的IP地址會(huì)分配給新上線的用戶,這樣就能保證一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)的IP地址夠用的,當(dāng)然如果用戶量達(dá)到上限,還是要新增IP地址范圍的,這也是IPv6存在的主要原因二維碼最小尺寸。
結(jié)束語時(shí)間關(guān)系,先解釋這么多,應(yīng)該可以解答題主的疑問了二維碼最小尺寸。以上信息主要信息來自于我研究生期間看過的幾篇論文,是我個(gè)人的理解,如果有錯(cuò)誤,歡迎指正。
我是科技民兵,一個(gè)有溫度的科技作者,如果對(duì)于這個(gè)話題有想說的,可以在下面留言給我二維碼最小尺寸。
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