二维码生成实验报告

二维码生成实验报告

院系：国际教育学院

班级：互联网12—02

姓名：陈赛赛

学号：541212010202

一、二维码发展的现状

国外对二维码技术的研究始于世纪年代末在二维码符号表示技术研究方面,已经提出了多种码制,常见的有,,,等这些二维条码的密度都比传统的一维条码有了较大的提高在二维码标准化研究方面,国际自动识别制造商协会,美国标准化协会己经完成了,,,等码制的符号、减卜国际电工委员会第联合委员会的第分委员会,即条码自动识别技术委员会,起草了,,,等二维码的标准一草案在三维条码设备开发研制,生产力一,美国,日本等国的设备制造商生产的识政设备,符号件成设备,己广泛应用于各类一维码应用系统二维码作为一种全新的信息存储,传递和识别技术,自诞生之日起就得到了世界上许多国家的关注在世界范围内,二维码不仅应用于海关,税务等部门对各类报表和票据的管理,物流业对商品及货物运输的管理,工业生产领域对生产的自动化管理年月,中因物品编码中心代表我国加入国际物品编码协会,为全面开展我国条码技术创造了先决条件我国对二维码技术的研究开始于年中国物品编码中心对几种常用的二维码,,,,的技术规范进行了翻译和跟踪研究在国外相关技术资料的基础上,制定了两个二维码的国家标准汀一《四一七条码》,理一《快速响应矩阵码》二维条码技术己在我国的汽车行业自动化生产线,零售业优惠票券银行汇票上得到了应用年在北京举行的全国人大第九届三次全体会议和全国政协第九届三次会议期间,在随行人员证件、记者证、旁听证上成功地应用了二维码技术,引起了与会代表和新闻届的极大关注香港特别行政区己将二维码应用在特别行政区的护照上。

目前,比较较流行的电子标签技术包括技术,技术,技术和条形码技术等指的是射频识别,一套完整的系统由标签,解读器和数据处理系统三部分组成当解读器遇见标签时,发出电磁波,周围形成电磁场,标签从电磁场中获得能量激活标签中的微芯片电路,芯片转换电磁波,然后发送给解读器,解读器把它转换成特定的数据数据处理系统就可以处理这些数据从而进行管理控制是一个由可多到个无线数据传输模块组成的一个无线数据传输络平台,十分类似现有的移动通信的网或网,每一个网络数据传输模块类似移动网络的一个基站,在整个网络范围内,它们之间可以进行相互通信每个网络节点不仅本身可以与监控对象通信,它还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料除此之外,每一个网络节点还可在自己信号覆盖的范围内,和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点无线连接即近距离无线通讯技术由飞利浦公司和索尼公司共同开发的是一种非接触式识别和互联技术,可以在移动设备,消费类电子产品,和智能控件工北京邮电大学硕上学位论文具间进行近距离无线通信提供了一种简单,触控式的解决方案,可以让消费者简单直观地交换信息,访问内容与服务将非接触读卡器,非接触卡和点对点一一功能整合进一块单芯片,为消费者的生活方式开创了不计其数的全新机遇这是一个开放接口平台,可以对无线网络进行快速,主动设置,也是虚拟连接器,服务于现有蜂窝网络,蓝牙和无线设备条码技术包括一维条码和二维条码两种,其中一维条码技术己经相当成熟,在自动控制,商品流通和资料管理等各个领域得到了广泛的应用近年,二维码技术得到了长足的发展,由于其自身优势,二维码的应用前景也是想当的被看好技术,技术,技术都是依赖电磁波传输的无线射频标签条码技术和无线射频标签技术各有优劣,凭借各自的技术特点和优势在各行各业均有广泛的应用无线射频技术在标签容量,读取距离,高速读取等方面有着较大的优势,在某些领域应用的很广泛,但是条码技术同样有着自身的技术优势,在一些领域可以发挥不可替代的作用易用性对于条码来说,条码图像可以由手机,等多种设备生成,而且不仅可以在报刊杂志等纸张上印刷,还可以印刷在塑料,金属部件上,对印刷机器的要求也不是很高,条码的读取也是比较简单的然而制作无线射频标签需要比较复杂的设备和技术,读取无线射频标签也需要专业的设备考虑到制作和读取两方面的复杂度,条码标签在易

用性上优于无线射频标签手机应用手机二维码是条码技术的一个重要应用领域,条码图像可以方便的通过无线网络在手机间传输,拥有摄像头的手机也可以方便的读取识别条码图像,目前基于手机二维码的应用非常多,在这一点上是无线射频技术无法比拟的制作成本条码标签的制作成本非常小,几乎可以忽略不计,而无线射频标签的成本相对较高,一个标签的成本大概在一美分之间,一个标签的成本更是高达美元由于一些技术优势,无线射频在跟踪大宗货物等应用中的优势较大,但是考虑到成本因素,无线射频标签显然就不适用于物品数量非常大的超市和物流应用中,这时条码标签就能充分发挥自身的技术优势。

二、二维码生成原理：

在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。在许多种类的二维条码中，常用的码制有：Data Matrix,MaxiCode, Aztec,QR Code, Vericode,PDF417,Ultracode,Code 49,Code 16K等，QR Code码是1994年由日本DW公司发明。QR来自英文「Quick Response」的缩写，即快速反应的意思，源自发明者希望QR码可让其内容快速被解码。QR码最常见于日本、韩国；并为目前日本最流行的二维空间条码。但二维码的安全性也正备受挑战，带有恶意软件和病毒正成为二维码普及道路上的绊脚石。发展与防范二维码的滥用正成为一个亟待解决的问题。

每种码制有其特定的字符集；每个字符占有一定的宽度；具有一定的校验功能等。同时还具有对不同行的信息自动识别功能及处理图形旋转变化等特点。

二维码是一种比一维码更高级的条码格式。一维码只能在一个方向（一般是水平方向）上表达信息，而二维码在水平和垂直方向都可以存储信息。一维码只能由数字和字母组成，而二维码能存储汉字、数字和图片等信息，因此二维码的应用领域要广得多。

二维条码/二维码可以分为堆叠式/行排式二维条码和矩阵式二维条码。堆叠式/行排式二维条码形态上是由多行短截的一维条码堆叠而成；矩阵式二维条码以矩阵的形式组成，在矩阵相应元素位置上用“点”表示二进制“1”，用“空”表示二进制“0”，“点”和“空”的排列组成代码。[2]二维码的原理可以从矩阵式二维码的原理和行列式二维码的原理来讲述。

三、二维码特点：

基本特征：二维码的外观是一个由许多小方格所组成的正方形或矩形符号,其信息的储存是以浅色与深色方格的排列组合,以二元码方式来编码,所以计算机可直接读取内容,而不需要如传统一维条码的符号映射表助一几深色代表””,浅色代表””,再利用成串的浅色与深色方格来描述特殊的字符信息,这些字串再列成一个完整的矩阵式码,形成二维码,再以不同的印表机印在不同材质表面上由于二维码只需要读取图像的即可精确辨读,因此很适合应用在条码容易受损的场所,例如印在暴露于高热,化学清洁剂,机械剥蚀等特殊环境的零件上。

二维码的尺寸可任意调整,最大可到14平方英寸,最小可到0.0002平方英寸,这个尺寸也是目前一维与二维码中最小的,因此特别适合印在电路板的零组件上另一方面,大多数的条码的大小与编入的信息量有绝对的关系,但是二维码的尺寸与其编入的信息量却是相互独

立的,因此它的尺寸比较有弹性

基本结构：

每个二维码符号由规则排列的矩形模块构成的数据区域组成,数据区域的四周由定位图形所包围,定位图形的四周则由空白区包围,数据区域再以排位图形加以分隔。

一定位图形是数据区域的一个周界,为一个模块宽度其中两条邻边为暗实线,主要用于限定物理尺寸,定位和符号失真另两条邻边由交替的深色和浅色模块组成,主要用于限定符号的单元结构,同时帮助确定物理尺寸及失真。

校正区域把整个数据区域分隔成若干个相等大小的部分,主要用于较大的DataMartrix 中单元模块的校正.

编码模式

二维码对物品的描述,是通过一定的数据信息转化方法,将描述物品的数字,字母,符号,文字,图形等信息转化成为数据码字流,然后用二维码图像表示来实现对于不同的数据信息,每一种码制都会提供相应的数据编码模式来实现数据信息的转换主要的数据编码模式包括数字编码模式,文本字母编码模式以及字节编码模式等,分别用于对数字信息,字符集和扩展字符集中的字符信息以及文字和图像信息的编码

在制作二维码的过程中,先分析要表示的数据,选取合适的编码方案,按所选定的方案将数据流转为字码流,并加入必要的填充字段,如果末规定矩阵寸,应该选取能满足要存放数据的最小尺寸二维码共有种编码方案,即种字符集

四、二维码安全性：

二维码的数字安全技术可以分为：数字加密技术、PKI公钥加密体系、RSA加密算法。

数字加密技术分为对称技术、分对称技术。

对称技术：

对称加密又称私用密钥加密,它要求数据交换双方拥有相同的密钥,一方使用该密钥加密,而另一方使用该密钥解密,其功能示意图如图一著名的对称加密算法有,数据加密标准,公司提出的加密算法,,国际数据加密算法,瑞士提出的加密标准和,先进加密标准,美国联邦政府采用的政治和商业数据加密标准等

在对称加密算法中数据交换双方使用相同的密钥,即加密密钥和解密密钥是相同或等价的当需给对方发信息时,用自己的加密密钥进行加密,而在收信方收到数据后,用对方所给的密钥进行解密.

对称加密技术具有加解密速度快,安全强度高等优点,在军事,外交以及商业应用中的使用越来越普遍.

对称加密技术的一大缺点是随着网络规模的扩大,密钥的管理成为一个难点,随着参与数据交换的人的增多,需要管理的密钥数目呈指数增长,个实体构成的网络中密码的数量为一,每个实体需要保存他与其他一个实体之间的密钥,显然对实体间的要求非常高因此该密码体制的安全性从某种意义上来讲是密钥的安全.

非对称技术：

针对对称密钥加密技术的缺点,提出了非对称密钥加密算法,又称公开密钥加密算法加密解密双方拥有不同的密钥,在不知道特定信息的情况下,加密密钥和解密密钥在计算上是很难相互算出的其功能示意图如图

非对称密钥密码算法,收信方和发信方使用的密钥互不相同,而且几乎不可能从加密密钥推导出解密密钥大多数此类算法的设计思想是首先选择一个在数学上很难解决例如运算量极大,而它的逆问题却又比较简单的问题把解密和加密过程分别对应于解决这个问题和它的逆问题设计时加入一个小技巧,使得知道某些信息解密密钥时,解密又变得很简单.

应用比较广泛的非对称加密算法包括基于大整数因子分解问题的算法和基于椭圆曲线上离散对数计算问题的算法其中,算法的数学原理比较简单,在工程应用中比较易于实现,本文中就以算法作为研究对象,来实现二维码的安全应用.

非对称加密的优点是可以适应网络的开放性要求,且密钥管理问题也较为简单,尤其可方便的实现数字签名和验证但其算法复杂加密数据的速率较低尽管如此随着现代电子技术和密码技术的发展,非对称加密技术将是一种很有前途的网络安全加密体制.

KPI公钥秘匙体系：

PKI即公开密钥体系,是一种遵循既定标准的密钥管理平台,它能够为所有网络应用提供加密和数字签名等密码服务及所必需的密钥和证书管理体系,简单来说,就是利用公钥理论和技术建立的提供安全服务的基础设施。

RSA算法

RSA公钥加密算法是1977年由罗纳德·李维斯特（Ron Rivest）、阿迪·萨莫尔（Adi

Shamir）和伦纳德·阿德曼（Leonard Adleman）一起提出的。1987年首次公布，当时他们三人都在麻省理工学院工作。RSA就是他们三人姓氏开头字母拼在一起组成的。

RSA是目前最有影响力的公钥加密算法，它能够抵抗到目前为止已知的绝大多数密码攻击，已被ISO推荐为公钥数据加密标准。

今天只有短的RSA钥匙才可能被强力方式解破。到2008年为止，世界上还没有任何可靠的攻击RSA算法的方式。只要其钥匙的长度足够长，用RSA加密的信息实际上是不能被解破的。但在分布式计算和量子计算机理论日趋成熟的今天，RSA加密安全性受到了挑战。

RSA算法基于一个十分简单的数论事实：将两个大素数相乘十分容易，但是想要对其乘积进行因式分解却极其困难，因此可以将乘积公开作为加密密钥。

安全性：RSA的安全性依赖于大数分解，但是否等同于大数分解一直未能得到理论上的证明，因为没有证明破解RSA就一定需要作大数分解。假设存在一种无须分解大数的算法，那它肯定可以修改成为大数分解算法。RSA 的一些变种算法已被证明等价于大数分解。不管怎样，分解n是最显然的攻击方法。人们已能分解多个十进制位的大素数。因此，模数n必须选大一些，因具体适用情况而定。

五、二维码用用前景：

尽管二维码应用渐趋广泛，但与日韩等国相比，我国的二维码发展还远远不够。制约因素除了运营商的支持度外，还有技术、终端适配、盈利模式等方面。炒得很火热的是二维码与O2O(Online To Offline)模式的结合，即利用二维码的读取将线上的用户引流给线下的商家。腾讯很看好这个模式，马化腾称"二维码是线上线下的一个关键入口"。尽管有些人不看好二维码的应用，但无可否认，只要培养了足够多的用户群，再结合良好的商业模式，二维码将成为桥接现实与虚拟最得力的工具之一。

六、二维码生成方式举例

第一种是浏览器自带生成二维码。

1、首先是最新版的firefox浏览器，随便打开一个页面，可以看到在地址栏边上有个二维码的图标，是生成当前二维码的提示：

2、鼠标左击一下，就会显示一个可以扫描的二维码了：

其他浏览器若有此功能，那么都差不多可以在比较显眼的地方找到，这里就不一一介绍了。然后再看看另一种方法，就是通过工具或其他网站在线生成二维码。

1、先百度“二维码”，可以看到有很多工具可以直接选择：

2、随便选择一个，可以看到有很多选择，我们选择网址：

4、复制网址进去，会自动生成一个二维码图片：

5、所有生成了的二维码，直接手机扫描就可以了