謝詩涵 王夢然

從掃碼購物到“碼”上創(chuàng)業(yè)，小小的二維碼已在眾多領域得到廣泛應用。清華大學中國經濟社會數(shù)據(jù)研究中心與騰訊聯(lián)合發(fā)布的《2020碼上經濟戰(zhàn)疫報告》顯示，2020年第一季度，中國“碼上經濟”交易額同比增加25.86%，1月23日至5月6日，政企個人總用碼量達1400億次，人均節(jié)約耗時29.2小時。

現(xiàn)實與虛擬連接，線上與線下融合，人們越來越離不開這些“小方塊”，然而輕松一掃的背后其實隱藏著“大科技”。

超越一維碼，小小“方塊”脫穎而出

20世紀60年代至70年代，條形碼聯(lián)合發(fā)明人諾曼·伍德蘭德發(fā)明了一維碼（條形碼），變革了全球商業(yè)活動，為消費者的超市購物節(jié)省了大量時間。然而在幾十年的發(fā)展中，由寬度不等的多個黑條和空白組成的一維碼出現(xiàn)數(shù)據(jù)容量小、損壞后無法讀取等多種問題。

為了彌補這些缺陷，1994年，日本電裝公司正式宣布公開首個二維碼（Quick Response Code，QR Code）。“在二維碼圖案中，白色的方塊代表0，黑色的方塊代表1。二維碼技術將一個字符串轉換成二進制編碼，然后加上定位標志信息、定時標志信息、校正標志信息以及內容信息等主要信息，最后經過混亂技術得到最終的編碼?！蹦暇┼]電大學計算機學院教授徐小龍在接受周刊記者采訪時說。

以矩陣形式承載信息的二維碼為何能超越它的“前輩”一維碼？對此，徐小龍表示，首先，二維碼的信息容量更大?！耙痪S碼只能由數(shù)字和字母組成，數(shù)據(jù)容量小，而二維碼能存儲漢字、數(shù)字圖片、指紋和聲音等多模態(tài)信息；一維碼只能在一個方向（一般是水平方向）上表達信息，而二維碼在水平和垂直方向都可以存儲信息?！贝送?，二維碼譯碼更準確。二維碼的譯碼誤碼率為千萬分之一，這比普通條形碼百分之二的譯碼誤碼率要低很多。為了防止信息被盜取，二維碼中還可以引入加密措施。

根據(jù)QR碼國際通用標準，目前普通二維碼有40個版本，版本越大，尺寸越大。最小的版本1是一個21×21的正方形，版本號每加1，正方形的邊長就多4格，最大的版本40是一個177×177的正方形。那么，不同密度的二維碼所包含的信息有區(qū)別嗎？“不同密度的二維碼所包含的信息，其編碼的字符、容錯率均不同。密度越低，編碼的字符個數(shù)越少、容錯率越低?！毙煨↓埥忉專S碼容錯率即二維碼圖標被遮擋多少后，仍可以被掃描出來的能力。目前，典型的二維碼的容錯率分為7%、15%、25%、30%四個等級，容錯率越高，越容易被快速掃描?！暗?，容錯率越高，二維碼里面的黑白格子也就越多。因此，對于目前主流手機，在絕大多數(shù)掃描場景下，仍普遍應用7%容錯率的二維碼就能滿足需求?！?h3>二維碼上為何有三個小方塊

一般來說，二維碼是一個字符串形式的網頁URL，而當我們拿起手機掃描二維碼，就是識別出這個網頁URL并點擊訪問的過程。徐小龍進一步說明，當手機等終端的軟件掃描二維碼，會給云端服務器傳送數(shù)據(jù)，即發(fā)送一條信息給服務器；服務器在收到數(shù)據(jù)后，就會反饋對應的信息在手機等終端上，說明該二維碼鏈接被掃描了，并且用戶可以進行對應的操作；這里需要特別當心，如果是惡意二維碼，對應著惡意的URL鏈接，可能導致下載病毒等惡意代碼使得手機被侵害。

細心的讀者可能會發(fā)現(xiàn)，每一枚二維碼上都會有三個小方塊，這對于掃碼來說有何作用？實際上，這三個方塊是二維碼位置信息，用于二維碼的定位，可以幫助機器正確地解讀和識別。換句話說，有了這三個小方塊，就可以完整定位一個正方形，從而確定數(shù)據(jù)范圍。不管是正著掃、傾斜掃甚至是鏡像翻轉，手機都能正常識別。

在實際生活中，為什么有的二維碼被污損了也可以被正常識別？奧秘正是二維碼中“容錯機制”的存在。即使沒有辨識到全部的條碼，容錯機制也可以幫助掃碼正確還原條碼上的信息，確保殘損條碼的可靠性。東南大學網絡空間安全學院副教授宋宇波表示：“為了提高掃描成功率，二維碼中不僅會引入糾錯碼，還會加入冗余信息，即信息數(shù)據(jù)在不同位置重復放置。因此，即便部分缺失有誤，也不妨礙對二維碼的‘整體識別，它可進行一定范圍的信息推演?！?/p>

有意思的是，人們經常在掃描二維碼，那么它是否有一天會被用完？答案是：理論上二維碼的數(shù)量是有限的，但現(xiàn)實中根本用不完。以25×25的二維碼為例，除去定位用的方塊和冗余糾錯的方塊等，還剩下478個方塊。按照二進制，每個方塊只有黑或白兩種選擇，所以478個小方塊理論上一共可以組合2^478個二維碼。以目前40個尺寸的二維碼能組合的條碼數(shù)來看，根據(jù)專家推算，全球七十多億人每秒換一個二維碼，用從宇宙大爆炸到今天的138億年的時間，也僅僅能消耗一小部分。宋宇波告訴記者：“二維碼包含200多個字節(jié)的信息量，短時期內能夠滿足市場所需?！?h3>“碼上經濟”激發(fā)價值裂變

外出購物沒帶錢包，掃碼支付即可以輕松脫“困”；給孩子買的牛奶不知真?zhèn)?，掃碼溯源，“碼”上安全；疫情期間，手機屏幕上一枚綠色的“健康碼”成為全國各地人正常出入公共場所的“身份證”。中關村工信二維碼技術研究院院長張超表示，中國已成為二維碼應用最廣泛的國家，中國二維碼應用占全球九成以上。

通過二維碼支付構成了以小程序、公眾號、二維碼支付等工具為核心的“碼上經濟”開放生態(tài)，實現(xiàn)價值鏈向價值網的升級，激發(fā)傳統(tǒng)商業(yè)價值裂變。以微信支付為例，2019年微信生態(tài)帶來的“碼上經濟”規(guī)模達到8.58萬億元，微信帶動“碼上經濟”就業(yè)機會2601萬個。中國科學院科技戰(zhàn)略咨詢研究院研究員吳靜表示，微信開放生態(tài)推動二維碼在社會經濟各領域的應用，實現(xiàn)了基于二維碼的社交網絡到商業(yè)網絡的價值裂變。

不過，“碼上經濟”繁榮的外表之下仍存在一些安全隱患?！氨热缬泻诳蜁⒁粋€更小的黑白方塊嵌入二維碼中間，使用者很難識別這種陷阱，一旦按流程輸入信息，就可能受到網絡安全攻擊?！彼斡畈ǚQ，提高信息含量、提升安全性能是當前二維碼發(fā)展的兩個重要方向。技術界將通過算法優(yōu)化、軟件升級等辦法為二維碼“加密”，提升安全性能。