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印刷問(wèn)答 2021-04-11 11:53 1700
文/科技民兵
我在研究生期間惡補過(guò)一些關(guān)于二維碼原理的論文，正好借這個(gè)問(wèn)題的機會(huì )跟大家分享一下二維碼最小尺寸。題主所說(shuō)的雷同，應該就是兩個(gè)二維碼中黑白小塊大小、位置、數量完全一致的意思，先說(shuō)結論：如果僅僅看外觀(guān)，現實(shí)生活中是存在長(cháng)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，把二維碼當成了一種加密方法，屬于隨機生成的密鑰，其實(shí)并不是，二維碼只是原始信息的一種圖形化表達，好比中文翻譯成英文，只是把字符、中/日文字、數字等轉譯成了黑白方塊的矩陣，其目的并不是防止別人識別二維碼最小尺寸。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(wèn)可以分解為以下兩點(diǎn)：
（1） 二維碼有沒(méi)有被人類(lèi)用完的可能二維碼最小尺寸？
（2）有沒(méi)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(wèn)，全世界每天有很多人都在使用二維碼，據估計可能一天產(chǎn)生的二維碼就達上百億，那么長(cháng)此以往下去，二維碼不就用完了嗎？萬(wàn)一哪天別人新生成的支付寶收款碼正好是我之前用過(guò)的，那錢(qián)豈不是就轉給我了？哈哈，我想說(shuō)，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。
首先需要先補充一點(diǎn)二維碼的知識，不感興趣的朋友可以直接跳到文末解答疑問(wèn)的部分二維碼最小尺寸。
二維碼原理簡(jiǎn)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律排列從而達到記錄符號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(jiàn)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，用于對二維碼的定位，對每個(gè)QR碼來(lái)說(shuō)，他們的位置都是固定存的，只是規格不同而已”
校正圖形：與規格對應二維碼最小尺寸，一旦規格定下來(lái)，校正圖形的數量和位置也就確定了
格式信息：這個(gè)代表二維碼的糾錯級別二維碼最小尺寸，二維碼總共有為L(cháng)、M、Q、H四種糾錯等級，L最低，H最高，等級越高，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格二維碼最小尺寸，QR碼符號共有40種規格的矩陣（一般為黑白色），從21x21（版本1），到177x177（版本40），每一版本符號比前一版本 每邊增加4個(gè)模塊
數據和糾錯碼：數據就是指真實(shí)編碼后的內容，比如網(wǎng)址對應的黑白塊，糾錯字是為了糾正傳輸過(guò)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)糾錯碼就派上用場(chǎng)了二維碼最小尺寸。
二維碼特點(diǎn)一：編碼的數據容量量有限制二維碼對編碼的數據容量是有限制的，你給我一本新華字典，我肯定是無(wú)法給你生成二維碼的，因為新華字典字太多了，遠遠超出了二維碼容許的數據上限二維碼最小尺寸。
上圖是QR碼可以容納的數據容量表，可以看出，通過(guò)QR碼制來(lái)生成二維碼，最多容納7089個(gè)數字或者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(wèn)答的字數二維碼最小尺寸。這樣就從源頭上保證了可以被轉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應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設定，我一定可以把原始信息給解出來(lái)，這就從原理上保證了原始信息和二維碼的一一對應關(guān)系二維碼最小尺寸。確實(shí)，二維碼的“長(cháng)相”是有限的，但是可用于編碼的數據量也是有限的，而且二維碼的數量是大于可編碼信息的組合數量的，這也是保證原始信息和二維碼一一對應的數學(xué)證據。
回答上面的兩個(gè)問(wèn)題（1）二維碼有沒(méi)有被人類(lèi)用完的可能二維碼最小尺寸？
答：?jiǎn)?wèn)題本身不成立，這是錯誤的把二維碼當成了憑空生成的密鑰之類(lèi)的東西了，實(shí)際上可用于生成二維碼的數據量（數字、字幕、漢字、日文）就是有限的，并且小于二維碼在數學(xué)上的數量上限，所以本身問(wèn)題就不成立二維碼最小尺寸。
（2）有沒(méi)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”，如果選擇的糾錯級別、編碼類(lèi)型、二維碼版本不一樣，是可能生成“長(cháng)相”完全一致的二維碼的二維碼最小尺寸。如果兩張“長(cháng)相”一樣的二維碼，而且糾錯級別、編碼類(lèi)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(wèn)題有朋友可能會(huì )繼續問(wèn)，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(lèi)用完了，這個(gè)時(shí)候肯定會(huì )出現重復的二維碼，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)二維碼永遠有效，而動(dòng)態(tài)二維碼則在一定時(shí)間內有效，比如支付寶的付款碼，這有點(diǎn)像計算機中的HDCP動(dòng)態(tài)分配IP地址技術(shù)，如果某個(gè)用戶(hù)下線(xiàn)了，那么他的IP地址會(huì )分配給新上線(xiàn)的用戶(hù)，這樣就能保證一個(gè)局域網(wǎng)內的IP地址夠用的，當然如果用戶(hù)量達到上限，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。
結束語(yǔ)時(shí)間關(guān)系，先解釋這么多，應該可以解答題主的疑問(wèn)了二維碼最小尺寸。以上信息主要信息來(lái)自于我研究生期間看過(guò)的幾篇論文，是我個(gè)人的理解，如果有錯誤，歡迎指正。
我是科技民兵，一個(gè)有溫度的科技作者，如果對于這個(gè)話(huà)題有想說(shuō)的，可以在下面留言給我二維碼最小尺寸。
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