Wie werden QR-Codes erstellt? Gibt es doppelte QR-Codes?

Mã QR - Ảnh 1. — Die einzigartige Datenarchitektur von QR-Codes

Innerhalb weniger Jahre sind QR-Codes auf Smartphones und Werbetafeln allgegenwärtig geworden. Ein Scan genügt, um zu bezahlen, Informationen abzurufen oder einen Dienst zu nutzen.

Die Entstehung des QR-Codes

QR-Codes (kurz für Quick Response) wurden erstmals 1994 von Denso Wave, einer Tochtergesellschaft von Toyota, in Japan entwickelt.

Dieser Code wurde ursprünglich entwickelt, um Bauteile in der Automobilproduktion zu verfolgen. Da herkömmliche Barcodes nicht genügend Daten lieferten und nicht schnell genug gescannt werden konnten, suchten japanische Ingenieure nach einem neuen Code, der schneller gelesen werden konnte und mehr Informationen enthielt – so entstand der QR-Code.

Im Gegensatz zu Barcodes, die nur horizontal gelesen werden, sind QR-Codes quadratisch gestaltet, sodass sie Daten sowohl horizontal als auch vertikal speichern können. Dadurch können sie deutlich mehr Zeichen (von einigen Dutzend bis zu Tausenden) enthalten, darunter Zahlen, Buchstaben und Symbole.

Als QR-Codes erstmals auftauchten, wurden sie hauptsächlich in Fabriken eingesetzt. Mit der Verbreitung von Smartphones mit Kameras wurde der Code jedoch weiterentwickelt. Er fand Anwendung außerhalb der Produktionslinien, beispielsweise in der Werbung, bei Zahlungen, Produktsuchen und der Anwesenheitskontrolle.

Der QR-Code hat eine besondere Struktur: Drei große Quadrate an den Ecken erleichtern das Scannen; die restlichen Felder sind kleine Datenfelder. Obwohl er einfach aussieht, verbirgt sich im Inneren eine sorgfältig kodierte Folge von Binärzahlen.

Es gibt bis zu 40 QR-Code-Varianten, abhängig von der Länge und Komplexität der Daten. Jeder QR-Code verfügt über eine integrierte Fehlerkorrektur , sodass er dank der Backup-Algorithmen der Kodierungsplattform auch bei Unschärfe, Beschädigung oder Druckfehlern korrekt gelesen werden kann.

Warum sind QR-Codes fast nie gleich?

Laut einer Studie von Tuoi Tre Online fungieren QR-Codes als eine Art „digitale Schrift“, die Informationen enthält. Es kann sich dabei um einen Link, Text, eine Telefonnummer, einen Identifikationscode usw. handeln. Obwohl die schwarz-weißen Quadrate ähnlich aussehen, ist es äußerst selten, ja nahezu unmöglich, zwei identische QR-Codes zu finden. Der Grund dafür liegt in der Kodierungsmethode und der Speicherkapazität.

Ein QR-Code ist mehr als nur ein Bild . Er ist eine zweidimensionale Matrix-Datenkodierungsstruktur. Je nach Komplexität kann ein QR-Code von wenigen bis zu Tausenden von Zeichen speichern.

Ein Standard-QR-Code kann bis zu etwa 7.000 numerische oder etwa 3.000 alphanumerische Zeichen speichern. Umgerechnet in Bit beträgt die maximale Speicherkapazität etwa 3 KB.

Technisch gesehen kann ein QR-Code aus einem eindeutigen Satz von Eingabedaten generiert werden und erzeugt dementsprechend ein einzigartiges Bild. Das heißt, wenn Sie einen QR-Code mit Inhalt erstellen, ist das daraus generierte QR-Bild unveränderlich. Schon die Änderung eines einzigen Zeichens, wie beispielsweise das Hinzufügen eines Punktes, verändert den QR-Code vollständig.

Die nahezu vollständige Vermeidung von Duplikaten beruht auf der enormen Anzahl an QR-Code-Kombinationen. Mit 40 Größenstufen (Version 1 bis 40) und 4 Fehlerkorrekturstufen (L, M, Q, H) sowie der Blockstruktur der Daten ergeben sich Milliarden von Milliarden verschiedener QR-Codes. Insbesondere beim komplexesten QR-Code-Typ (Version 40, niedrige Fehlerkorrekturstufe) liegt die Anzahl der möglichen Kombinationen bei bis zu 10⁷⁰⁰ – mehr als die Anzahl der Atome im bekannten Universum.

Darüber hinaus sind QR-Codes so konzipiert, dass sie Fehler korrigieren: Selbst wenn bis zu 30 % des Bereichs unkenntlich gemacht werden, wird der Inhalt korrekt gelesen. Dadurch ist jeder QR-Code nicht nur inhaltlich einzigartig, sondern auch äußerst störungsresistent, was Verwechslungen zwischen nahezu identischen Codes verhindert.

In der Praxis wird bei der Erstellung von QR-Codes (z. B. für E-Tickets oder Logins) für jede Person häufig eine eindeutige ID, ein Zeitstempel oder spezifische Informationen hinzugefügt , um Duplikate auszuschließen. Daher kann der QR-Code für jede Person unterschiedlich sein, selbst beim Zugriff auf dieselbe Website – beispielsweise bei Flugtickets, Gästekarten oder OTP-QR-Codes.

Schließlich generieren Plattformen QR-Codes in der Regel nicht zufällig, sondern verfügen über ein System zur Überprüfung, Speicherung und Kontrolle. Selbst wenn ein Mensch einen alten Code duplizieren (erneut einfügen) kann, erkennt das System dies und verweigert dessen Verarbeitung.

Durch das Zusammenspiel all dieser Faktoren ergibt sich eine enorme Anzahl an Kombinationsmöglichkeiten, die Fehlerkorrektur ist effektiv, und die Art der Generierung der Kontrollcodes ist so ausgelegt, dass QR-Codes fast nie zufällig übereinstimmen. Sollten sie doch übereinstimmen, geschieht dies in der Regel absichtlich oder durch Kopieren.

TUAN VI

Quelle: https://tuoitre.vn/ma-qr-duoc-hinh-thanh-the-nao-vo-so-ma-qr-lieu-co-bi-trung-khong-20250624104002249.htm