Jak powstają kody QR? Czy występują duplikaty kodów QR?

Mã QR - Ảnh 1. — Unikalna architektura danych kodów QR

W ciągu zaledwie kilku lat kody QR stały się powszechnym widokiem na telefonach i billboardach na całym świecie. Wystarczy zeskanować kod, aby dokonać płatności, uzyskać informacje lub uzyskać dostęp do usługi.

Powstawanie kodu QR

Kody QR (skrót od Quick Response) zostały opracowane po raz pierwszy w 1994 roku przez Denso Wave, spółkę zależną Toyoty w Japonii.

Kod ten został pierwotnie stworzony do śledzenia komponentów na linii produkcyjnej samochodów. Kiedy tradycyjne kody kreskowe nie zapewniały wystarczającej ilości danych i szybkości skanowania, japońscy inżynierowie poszukiwali nowego rodzaju kodu, który byłby odczytywany szybciej i zawierał więcej informacji, tak narodził się kod QR.

W przeciwieństwie do kodów kreskowych, które można odczytać tylko w poziomie, kody QR mają kształt kwadratu, co pozwala na przechowywanie danych zarówno w poziomie, jak i w pionie. Dzięki temu mogą zawierać więcej znaków (od kilkudziesięciu do tysięcy), w tym cyfry, litery i symbole.

Na początku kody QR były używane głównie w fabrykach. Jednak wraz ze wzrostem popularności telefonów z aparatami, kod został „ulepszony”. Zdjęto go z linii montażowej i zaczęto wykorzystywać w reklamach, płatnościach, wyszukiwaniu produktów, sprawdzaniu obecności na zajęciach…

Struktura kodu QR jest dość specyficzna – składa się z trzech dużych kwadratów w rogach, które ułatwiają pozycjonowanie podczas skanowania; reszta to małe pola danych. Choć wygląda prosto, wewnątrz kodu znajduje się bardzo starannie zakodowany ciąg liczb binarnych.

Istnieje do 40 wersji kodów QR, w zależności od długości i złożoności danych. Każdy kod QR posiada wbudowaną funkcję korekcji błędów , dzięki czemu nawet jeśli jest rozmazany, podarty lub błędnie wydrukowany, nadal można go poprawnie odczytać dzięki algorytmom zapasowym w platformie kodowania.

Dlaczego kody QR prawie nigdy nie są takie same?

Według badań Tuoi Tre Online , kody QR działają jak rodzaj „cyfrowego pisma” zawierającego informacje. Może to być link, tekst, numer telefonu, kod identyfikacyjny… Chociaż czarno-białe kwadraty wyglądają podobnie, posiadanie dwóch identycznych kodów QR jest niezwykle rzadkie, wręcz niemożliwe. Przyczyna leży w metodzie kodowania i pojemności pamięci.

Kod QR to coś więcej niż tylko obraz . To dwuwymiarowa macierzowa struktura kodowania danych. W zależności od stopnia złożoności, kod QR może przechowywać od kilku do tysięcy znaków.

Standardowy kod QR może pomieścić do około 7000 znaków numerycznych lub około 3000 znaków alfanumerycznych. Maksymalna pojemność, liczona w bitach, wynosi do około 3 KB danych.

Z technicznego punktu widzenia kod QR może zostać wygenerowany z unikalnego zestawu danych wejściowych i odpowiednio wygenerować unikalny obraz. Oznacza to, że jeśli utworzysz kod QR zawierający treść, wygenerowany na jego podstawie obraz QR jest stały. Zmiana nawet jednego znaku, na przykład dodanie kropki, całkowicie zmieni kod QR.

Możliwość „prawie zerowej duplikacji” wynika z ogromnej liczby kombinacji kodów QR. Dzięki 40 poziomom rozmiaru (od wersji 1 do wersji 40) i 4 poziomom korekcji błędów (L, M, Q, H), a także sposobowi podziału danych na bloki, liczba możliwych kombinacji kodów QR sięga miliardów miliardów różnych kodów. W szczególności, przy użyciu najbardziej złożonego typu kodu QR (wersja 40, niski poziom korekcji błędów), liczba możliwych kombinacji sięga nawet 10 do potęgi 700 – więcej niż liczba atomów w znanym wszechświecie.

Co więcej, kody QR zostały zaprojektowane z myślą o korekcji błędów: można rozmyć lub zasłonić do 30% obszaru, a treść nadal będzie poprawnie odczytana. Dzięki temu każdy kod QR jest nie tylko unikatowy pod względem treści, ale także wysoce odporny na „zakłócenia”, co pomaga uniknąć pomyłki między dwoma niemal identycznymi kodami.

W praktyce, gdy system generowania kodów QR (np. system biletów elektronicznych, system logowania...) musi utworzyć unikalny kod dla każdej osoby, często dołącza unikalny ciąg identyfikacyjny lub informacje o czasie, aby zapobiec jego duplikacji. Dlatego nawet w przypadku dostępu do tej samej strony internetowej, kod QR dla każdej osoby może być inny, na przykład w przypadku biletów lotniczych, kart gościa lub kodów QR jednorazowych (OTP).

Platformy zazwyczaj nie generują kodów QR losowo, lecz posiadają system ich sprawdzania, przechowywania i kontroli. Zatem nawet jeśli człowiek potrafi skopiować (wkleić ponownie stary kod), system i tak go wykryje i odmówi przetworzenia.

Biorąc pod uwagę wszystkie te czynniki, liczba kombinacji jest ogromna, korekcja błędów jest silna, a sposób generowania kodów sterujących jest taki, że kody QR prawie nigdy nie pokrywają się przypadkowo. Jeśli tak się dzieje, to zazwyczaj jest to... celowe lub spowodowane kopiowaniem.

TUAN VI

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