二維碼生成實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、二維碼生成實(shí)驗(yàn)報(bào)告 院系：國(guó)際教育學(xué)院 班級(jí)：互聯(lián)網(wǎng)1202 姓名：陳賽賽 學(xué)號(hào)：541212010202 一、二維碼發(fā)展的現(xiàn)狀國(guó)外對(duì)二維碼技術(shù)的研究始于世紀(jì)年代末在二維碼符號(hào)表示技術(shù)研究方面,已經(jīng)提出了多種碼制,常見(jiàn)的有,等這些二維條碼的密度都比傳統(tǒng)的一維條碼有了較大的提高在二維碼標(biāo)準(zhǔn)化研究方面,國(guó)際自動(dòng)識(shí)別制造商協(xié)會(huì),美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)己經(jīng)完成了,等碼制的符號(hào)、減卜國(guó)際電工委員會(huì)第聯(lián)合委員會(huì)的第分委員會(huì),即條碼自動(dòng)識(shí)別技術(shù)委員會(huì),起草了,等二維碼的標(biāo)準(zhǔn)一草案在三維條碼設(shè)備開(kāi)發(fā)研制,生產(chǎn)力一,美國(guó),日本等國(guó)的設(shè)備制造商生產(chǎn)的識(shí)政設(shè)備,符號(hào)件成設(shè)備,己廣泛應(yīng)用于各類一維碼應(yīng)用系統(tǒng)二維碼作為一種全新

2、的信息存儲(chǔ),傳遞和識(shí)別技術(shù),自誕生之日起就得到了世界上許多國(guó)家的關(guān)注在世界范圍內(nèi),二維碼不僅應(yīng)用于海關(guān),稅務(wù)等部門(mén)對(duì)各類報(bào)表和票據(jù)的管理,物流業(yè)對(duì)商品及貨物運(yùn)輸?shù)墓芾?工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)ιa(chǎn)的自動(dòng)化管理年月,中因物品編碼中心代表我國(guó)加入國(guó)際物品編碼協(xié)會(huì),為全面開(kāi)展我國(guó)條碼技術(shù)創(chuàng)造了先決條件我國(guó)對(duì)二維碼技術(shù)的研究開(kāi)始于年中國(guó)物品編碼中心對(duì)幾種常用的二維碼,的技術(shù)規(guī)范進(jìn)行了翻譯和跟蹤研究在國(guó)外相關(guān)技術(shù)資料的基礎(chǔ)上,制定了兩個(gè)二維碼的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)汀一四一七條碼,理一快速響應(yīng)矩陣碼二維條碼技術(shù)己在我國(guó)的汽車行業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線,零售業(yè)優(yōu)惠票券銀行匯票上得到了應(yīng)用年在北京舉行的全國(guó)人大第九屆三次全體會(huì)議和全國(guó)政協(xié)第

3、九屆三次會(huì)議期間,在隨行人員證件、記者證、旁聽(tīng)證上成功地應(yīng)用了二維碼技術(shù),引起了與會(huì)代表和新聞屆的極大關(guān)注香港特別行政區(qū)己將二維碼應(yīng)用在特別行政區(qū)的護(hù)照上。目前,比較較流行的電子標(biāo)簽技術(shù)包括技術(shù),技術(shù),技術(shù)和條形碼技術(shù)等指的是射頻識(shí)別,一套完整的系統(tǒng)由標(biāo)簽,解讀器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)三部分組成當(dāng)解讀器遇見(jiàn)標(biāo)簽時(shí),發(fā)出電磁波,周圍形成電磁場(chǎng),標(biāo)簽從電磁場(chǎng)中獲得能量激活標(biāo)簽中的微芯片電路,芯片轉(zhuǎn)換電磁波,然后發(fā)送給解讀器,解讀器把它轉(zhuǎn)換成特定的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)就可以處理這些數(shù)據(jù)從而進(jìn)行管理控制是一個(gè)由可多到個(gè)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊組成的一個(gè)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸絡(luò)平臺(tái),十分類似現(xiàn)有的移動(dòng)通信的網(wǎng)或網(wǎng),每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸

4、模塊類似移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)基站,在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi),它們之間可以進(jìn)行相互通信每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不僅本身可以與監(jiān)控對(duì)象通信,它還可以自動(dòng)中轉(zhuǎn)別的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)資料除此之外,每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)還可在自己信號(hào)覆蓋的范圍內(nèi),和多個(gè)不承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)信息中轉(zhuǎn)任務(wù)的孤立的子節(jié)點(diǎn)無(wú)線連接即近距離無(wú)線通訊技術(shù)由飛利浦公司和索尼公司共同開(kāi)發(fā)的是一種非接觸式識(shí)別和互聯(lián)技術(shù),可以在移動(dòng)設(shè)備,消費(fèi)類電子產(chǎn)品,和智能控件工北京郵電大學(xué)碩上學(xué)位論文具間進(jìn)行近距離無(wú)線通信提供了一種簡(jiǎn)單,觸控式的解決方案,可以讓消費(fèi)者簡(jiǎn)單直觀地交換信息,訪問(wèn)內(nèi)容與服務(wù)將非接觸讀卡器,非接觸卡和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)一一功能整合進(jìn)一塊單芯片,為消費(fèi)者的生活方式開(kāi)創(chuàng)了不計(jì)其數(shù)的

5、全新機(jī)遇這是一個(gè)開(kāi)放接口平臺(tái),可以對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行快速,主動(dòng)設(shè)置,也是虛擬連接器,服務(wù)于現(xiàn)有蜂窩網(wǎng)絡(luò),藍(lán)牙和無(wú)線設(shè)備條碼技術(shù)包括一維條碼和二維條碼兩種,其中一維條碼技術(shù)己經(jīng)相當(dāng)成熟,在自動(dòng)控制,商品流通和資料管理等各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用近年,二維碼技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展,由于其自身優(yōu)勢(shì),二維碼的應(yīng)用前景也是想當(dāng)?shù)谋豢春眉夹g(shù),技術(shù),技術(shù)都是依賴電磁波傳輸?shù)臒o(wú)線射頻標(biāo)簽條碼技術(shù)和無(wú)線射頻標(biāo)簽技術(shù)各有優(yōu)劣,憑借各自的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)在各行各業(yè)均有廣泛的應(yīng)用無(wú)線射頻技術(shù)在標(biāo)簽容量,讀取距離,高速讀取等方面有著較大的優(yōu)勢(shì),在某些領(lǐng)域應(yīng)用的很廣泛,但是條碼技術(shù)同樣有著自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì),在一些領(lǐng)域可以發(fā)揮不可替代

6、的作用易用性對(duì)于條碼來(lái)說(shuō),條碼圖像可以由手機(jī),等多種設(shè)備生成,而且不僅可以在報(bào)刊雜志等紙張上印刷,還可以印刷在塑料,金屬部件上,對(duì)印刷機(jī)器的要求也不是很高,條碼的讀取也是比較簡(jiǎn)單的然而制作無(wú)線射頻標(biāo)簽需要比較復(fù)雜的設(shè)備和技術(shù),讀取無(wú)線射頻標(biāo)簽也需要專業(yè)的設(shè)備考慮到制作和讀取兩方面的復(fù)雜度,條碼標(biāo)簽在易用性上優(yōu)于無(wú)線射頻標(biāo)簽手機(jī)應(yīng)用手機(jī)二維碼是條碼技術(shù)的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域,條碼圖像可以方便的通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在手機(jī)間傳輸,擁有攝像頭的手機(jī)也可以方便的讀取識(shí)別條碼圖像,目前基于手機(jī)二維碼的應(yīng)用非常多,在這一點(diǎn)上是無(wú)線射頻技術(shù)無(wú)法比擬的制作成本條碼標(biāo)簽的制作成本非常小,幾乎可以忽略不計(jì),而無(wú)線射頻標(biāo)簽的成本

7、相對(duì)較高,一個(gè)標(biāo)簽的成本大概在一美分之間,一個(gè)標(biāo)簽的成本更是高達(dá)美元由于一些技術(shù)優(yōu)勢(shì),無(wú)線射頻在跟蹤大宗貨物等應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)較大,但是考慮到成本因素,無(wú)線射頻標(biāo)簽顯然就不適用于物品數(shù)量非常大的超市和物流應(yīng)用中,這時(shí)條碼標(biāo)簽就能充分發(fā)揮自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。二、二維碼生成原理：在代碼編制上巧妙地利用構(gòu)成計(jì)算機(jī)內(nèi)部邏輯基礎(chǔ)的“0”、“1”比特流的概念，使用若干個(gè)與二進(jìn)制相對(duì)應(yīng)的幾何形體來(lái)表示文字?jǐn)?shù)值信息，通過(guò)圖象輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備自動(dòng)識(shí)讀以實(shí)現(xiàn)信息自動(dòng)處理。在許多種類的二維條碼中，常用的碼制有：Data Matrix,MaxiCode, Aztec,QR Code, Vericode,PDF417,U

8、ltracode,Code 49,Code 16K等，QR Code碼是1994年由日本DW公司發(fā)明。QR來(lái)自英文Quick Response的縮寫(xiě)，即快速反應(yīng)的意思，源自發(fā)明者希望QR碼可讓其內(nèi)容快速被解碼。QR碼最常見(jiàn)于日本、韓國(guó)；并為目前日本最流行的二維空間條碼。但二維碼的安全性也正備受挑戰(zhàn)，帶有惡意軟件和病毒正成為二維碼普及道路上的絆腳石。發(fā)展與防范二維碼的濫用正成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。每種碼制有其特定的字符集；每個(gè)字符占有一定的寬度；具有一定的校驗(yàn)功能等。同時(shí)還具有對(duì)不同行的信息自動(dòng)識(shí)別功能及處理圖形旋轉(zhuǎn)變化等特點(diǎn)。二維碼是一種比一維碼更高級(jí)的條碼格式。一維碼只能在一個(gè)方向（一般是水

9、平方向）上表達(dá)信息，而二維碼在水平和垂直方向都可以存儲(chǔ)信息。一維碼只能由數(shù)字和字母組成，而二維碼能存儲(chǔ)漢字、數(shù)字和圖片等信息，因此二維碼的應(yīng)用領(lǐng)域要廣得多。二維條碼/二維碼可以分為堆疊式/行排式二維條碼和矩陣式二維條碼。 堆疊式/行排式二維條碼形態(tài)上是由多行短截的一維條碼堆疊而成；矩陣式二維條碼以矩陣的形式組成，在矩陣相應(yīng)元素位置上用“點(diǎn)”表示二進(jìn)制“1”， 用“空”表示二進(jìn)制“0”，“點(diǎn)”和“空”的排列組成代碼。2  二維碼的原理可以從矩陣式二維碼的原理和行列式二維碼的原理來(lái)講述。三、二維碼特點(diǎn)：基本特征：二維碼的外觀是一個(gè)由許多小方格所組成的正方形或矩形符號(hào),其信息的儲(chǔ)

10、存是以淺色與深色方格的排列組合,以二元碼方式來(lái)編碼,所以計(jì)算機(jī)可直接讀取內(nèi)容,而不需要如傳統(tǒng)一維條碼的符號(hào)映射表助一幾深色代表”,淺色代表”,再利用成串的淺色與深色方格來(lái)描述特殊的字符信息,這些字串再列成一個(gè)完整的矩陣式碼,形成二維碼,再以不同的印表機(jī)印在不同材質(zhì)表面上由于二維碼只需要讀取圖像的即可精確辨讀,因此很適合應(yīng)用在條碼容易受損的場(chǎng)所,例如印在暴露于高熱,化學(xué)清潔劑,機(jī)械剝蝕等特殊環(huán)境的零件上。二維碼的尺寸可任意調(diào)整,最大可到14平方英寸,最小可到0.0002平方英寸,這個(gè)尺寸也是目前一維與二維碼中最小的,因此特別適合印在電路板的零組件上另一方面,大多數(shù)的條碼的大小與編入的信息量有絕對(duì)

11、的關(guān)系,但是二維碼的尺寸與其編入的信息量卻是相互獨(dú)立的,因此它的尺寸比較有彈性基本結(jié)構(gòu)：每個(gè)二維碼符號(hào)由規(guī)則排列的矩形模塊構(gòu)成的數(shù)據(jù)區(qū)域組成,數(shù)據(jù)區(qū)域的四周由定位圖形所包圍,定位圖形的四周則由空白區(qū)包圍,數(shù)據(jù)區(qū)域再以排位圖形加以分隔。一定位圖形是數(shù)據(jù)區(qū)域的一個(gè)周界,為一個(gè)模塊寬度其中兩條鄰邊為暗實(shí)線, 主要用于限定物理尺寸,定位和符號(hào)失真另兩條鄰邊由交替的深色和淺色模塊組成,主要用于限定符號(hào)的單元結(jié)構(gòu),同時(shí)幫助確定物理尺寸及失真。校正區(qū)域把整個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)域分隔成若干個(gè)相等大小的部分,主要用于較大的DataMartrix中單元模塊的校正.編碼模式二維碼對(duì)物品的描述,是通過(guò)一定的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化方法,將描

12、述物品的數(shù)字,字母,符號(hào),文字,圖形等信息轉(zhuǎn)化成為數(shù)據(jù)碼字流,然后用二維碼圖像表示來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于不同的數(shù)據(jù)信息,每一種碼制都會(huì)提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)編碼模式來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的轉(zhuǎn)換主要的數(shù)據(jù)編碼模式包括數(shù)字編碼模式,文本字母編碼模式以及字節(jié)編碼模式等,分別用于對(duì)數(shù)字信息,字符集和擴(kuò)展字符集中的字符信息以及文字和圖像信息的編碼在制作二維碼的過(guò)程中,先分析要表示的數(shù)據(jù),選取合適的編碼方案,按所選定的方案將數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)為字碼流,并加入必要的填充字段,如果末規(guī)定矩陣寸,應(yīng)該選取能滿足要存放數(shù)據(jù)的最小尺寸二維碼共有種編碼方案,即種字符集四、二維碼安全性：二維碼的數(shù)字安全技術(shù)可以分為：數(shù)字加密技術(shù)、PKI公鑰加密體系、RSA

13、加密算法。數(shù)字加密技術(shù)分為對(duì)稱技術(shù)、分對(duì)稱技術(shù)。對(duì)稱技術(shù)：對(duì)稱加密又稱私用密鑰加密,它要求數(shù)據(jù)交換雙方擁有相同的密鑰,一方使用該密鑰加密,而另一方使用該密鑰解密,其功能示意圖如圖一著名的對(duì)稱加密算法有,數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn),公司提出的加密算法,國(guó)際數(shù)據(jù)加密算法,瑞士提出的加密標(biāo)準(zhǔn)和,先進(jìn)加密標(biāo)準(zhǔn),美國(guó)聯(lián)邦政府采用的政治和商業(yè)數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)等在對(duì)稱加密算法中數(shù)據(jù)交換雙方使用相同的密鑰,即加密密鑰和解密密鑰是相同或等價(jià)的當(dāng)需給對(duì)方發(fā)信息時(shí),用自己的加密密鑰進(jìn)行加密,而在收信方收到數(shù)據(jù)后,用對(duì)方所給的密鑰進(jìn)行解密.對(duì)稱加密技術(shù)具有加解密速度快,安全強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn),在軍事,外交以及商業(yè)應(yīng)用中的使用越來(lái)越普遍.對(duì)稱

14、加密技術(shù)的一大缺點(diǎn)是隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大,密鑰的管理成為一個(gè)難點(diǎn),隨著參與數(shù)據(jù)交換的人的增多,需要管理的密鑰數(shù)目呈指數(shù)增長(zhǎng),個(gè)實(shí)體構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中密碼的數(shù)量為一,每個(gè)實(shí)體需要保存他與其他一個(gè)實(shí)體之間的密鑰,顯然對(duì)實(shí)體間的要求非常高因此該密碼體制的安全性從某種意義上來(lái)講是密鑰的安全.非對(duì)稱技術(shù)：針對(duì)對(duì)稱密鑰加密技術(shù)的缺點(diǎn),提出了非對(duì)稱密鑰加密算法,又稱公開(kāi)密鑰加密算法加密解密雙方擁有不同的密鑰,在不知道特定信息的情況下,加密密鑰和解密密鑰在計(jì)算上是很難相互算出的其功能示意圖如圖非對(duì)稱密鑰密碼算法,收信方和發(fā)信方使用的密鑰互不相同,而且?guī)缀醪豢赡軓募用苊荑€推導(dǎo)出解密密鑰大多數(shù)此類算法的設(shè)計(jì)思想是首先選擇

15、一個(gè)在數(shù)學(xué)上很難解決例如運(yùn)算量極大,而它的逆問(wèn)題卻又比較簡(jiǎn)單的問(wèn)題把解密和加密過(guò)程分別對(duì)應(yīng)于解決這個(gè)問(wèn)題和它的逆問(wèn)題設(shè)計(jì)時(shí)加入一個(gè)小技巧,使得知道某些信息解密密鑰時(shí),解密又變得很簡(jiǎn)單.應(yīng)用比較廣泛的非對(duì)稱加密算法包括基于大整數(shù)因子分解問(wèn)題的算法和基于橢圓曲線上離散對(duì)數(shù)計(jì)算問(wèn)題的算法其中,算法的數(shù)學(xué)原理比較簡(jiǎn)單,在工程應(yīng)用中比較易于實(shí)現(xiàn),本文中就以算法作為研究對(duì)象,來(lái)實(shí)現(xiàn)二維碼的安全應(yīng)用.非對(duì)稱加密的優(yōu)點(diǎn)是可以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放性要求,且密鑰管理問(wèn)題也較為簡(jiǎn)單,尤其可方便的實(shí)現(xiàn)數(shù)字簽名和驗(yàn)證但其算法復(fù)雜加密數(shù)據(jù)的速率較低盡管如此隨著現(xiàn)代電子技術(shù)和密碼技術(shù)的發(fā)展,非對(duì)稱加密技術(shù)將是一種很有前途的網(wǎng)絡(luò)安

16、全加密體制.KPI公鑰秘匙體系：PKI即公開(kāi)密鑰體系,是一種遵循既定標(biāo)準(zhǔn)的密鑰管理平臺(tái),它能夠?yàn)樗芯W(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供加密和數(shù)字簽名等密碼服務(wù)及所必需的密鑰和證書(shū)管理體系,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是利用公鑰理論和技術(shù)建立的提供安全服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施。RSA算法RSA公鑰加密算法是1977年由羅納德·李維斯特（Ron Rivest）、阿迪·薩莫爾（Adi Shamir）和倫納德·阿德曼（Leonard Adleman）一起提出的。1987年首次公布，當(dāng)時(shí)他們?nèi)硕荚诼槭±砉W(xué)院工作。RSA就是他們?nèi)诵帐祥_(kāi)頭字母拼在一起組成的。RSA是目前最有影響力的公鑰加密算法，它能夠抵抗到目前為止已

17、知的絕大多數(shù)密碼攻擊，已被ISO推薦為公鑰數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)。今天只有短的RSA鑰匙才可能被強(qiáng)力方式解破。到2008年為止，世界上還沒(méi)有任何可靠的攻擊RSA算法的方式。只要其鑰匙的長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)，用RSA加密的信息實(shí)際上是不能被解破的。但在分布式計(jì)算和量子計(jì)算機(jī)理論日趨成熟的今天，RSA加密安全性受到了挑戰(zhàn)。RSA算法基于一個(gè)十分簡(jiǎn)單的數(shù)論事實(shí)：將兩個(gè)大素?cái)?shù)相乘十分容易，但是想要對(duì)其乘積進(jìn)行因式分解卻極其困難，因此可以將乘積公開(kāi)作為加密密鑰。安全性：RSA的安全性依賴于大數(shù)分解，但是否等同于大數(shù)分解一直未能得到理論上的證明，因?yàn)闆](méi)有證明破解RSA就一定需要作大數(shù)分解。假設(shè)存在一種無(wú)須分解大數(shù)的算法，那它

18、肯定可以修改成為大數(shù)分解算法。 RSA 的一些變種算法已被證明等價(jià)于大數(shù)分解。不管怎樣，分解n是最顯然的攻擊方法。人們已能分解多個(gè)十進(jìn)制位的大素?cái)?shù)。因此，模數(shù)n必須選大一些，因具體適用情況而定。五、二維碼用用前景：盡管二維碼應(yīng)用漸趨廣泛，但與日韓等國(guó)相比，我國(guó)的二維碼發(fā)展還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。制約因素除了運(yùn)營(yíng)商的支持度外，還有技術(shù)、終端適配、盈利模式等方面。炒得很火熱的是二維碼與O2O(Online To Offline)模式的結(jié)合，即利用二維碼的讀取將線上的用戶引流給線下的商家。騰訊很看好這個(gè)模式，馬化騰稱"二維碼是線上線下的一個(gè)關(guān)鍵入口"。盡管有些人不看好二維碼的應(yīng)用，但無(wú)可否認(rèn)，只要培養(yǎng)了足夠多的用戶群，再結(jié)合良好的商業(yè)模式，二維碼將成為橋接現(xiàn)實(shí)與虛擬最得力