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二維碼技術的概況與特點

         二維條碼（2DBarCode）,或稱二維碼（2DCode）技術，是在一維條碼技術的基礎上誕生的一項衍生條碼技術，與一維碼相同點是都由規則排列的圖形單元組成，不同點在于二維碼的圖形單元為模塊或短的條空，并在符號內呈矩陣式排列，因此二維碼符號在橫縱兩個方向都承載信息，由此得名二維條碼。與一維條碼相同，從技術領域上說，二維碼技術屬于信息技術中的自動識別與數據采集（AutomaticIdentificationandDataCapture,AIDC）技術的一種。二維碼技術是在上世紀80年代，為滿足越來越多的行業應用中對條碼技術提出的要求而研發的，相比一維條碼技術，二維碼能夠承載的信息種類（數字、英文、中文、圖片、聲音等所有可以數字化的）更多，信息容量更大（從幾十字節到幾千字節信息）、信息密度更高（相同面積的二維碼可承載一維碼幾十倍的信息）、識讀更加可靠（大部分二維碼具有錯誤校正功能），能夠支持加密，同時也保留了一維碼的印制方便、成本低廉的優勢。由于二維碼具有的這些特點和優勢，使其在上世紀80年代中期誕生后迅速在歐美日等國軍事、證照、電子、制造業信息化管理以及物流等領域和行業實現大規模應用，多個關于二維碼的國家標準和國際標準制定并發布，依托國外二維碼（如PDF417、QR碼、DataMatrix碼、MaxiCode碼等）的二維碼軟硬件與信息服務產業發展起來，二維碼技術與一維碼技術相互補充，共同構成了條碼的技術體系，紅包機滿足了多種行業多種應用對條碼技術的不同需求，二維碼與手機結合應用，越來越成為新的熱點。

         在我國，早在上世紀90年代初，中國物品編碼中心（以下簡稱為“編碼中心”）就率先引進了二維碼技術，對幾種常用的二維碼技術規范進行了翻譯和跟蹤。在90年代后期，編碼中心結合我國實際先后將美國的PDF417、日本的QR碼碼制轉化為國家標準，推動建立了一系列二維碼技術應用試點，解決了我國二維碼技術開發無標準可循的問題，也推進和帶動了我國二維碼技術產業的出現和二維碼技術應用的起步。新大陸、南開戈德等我國第一批進行二維碼技術研發與應用推廣的企業成立并發展起來。

        在本世紀初，為滿足我國應用領域提出的PDF417、QR等國外碼制不支持中國漢字以及漢字信息表示效率不高等問題，編碼中心牽頭我國企業共同研發了“漢信碼”碼制。漢信碼是我國第一個制定了國家標準并且擁有自主知識產權的二維碼，在漢字信息表示方面達到國際領先水平，在數字和字符、二進制數據等信息的編碼效率、符號信息密度與容量、識讀速度、抗污損能力等方面達到了國際先進水平。2007年，《漢信碼》國家標準（GB/T21049）正式發布，2011年漢信碼成為國際AIMGlobal權威行業標準，2015年，漢信碼正式成為國際ISO標準項目。

圖1 幾種常用二維碼碼制

二維碼技術與防偽技術的區別與聯系

          防偽，顧名思義，是指防止偽造。防偽技術，按照大多數人認可的定義，是指用于識別防偽對象真偽并防止未授權方偽造、變造、克隆等行為的技術手段，即通過提取和識別防偽特征來防止偽造、變造、克隆等違法行為的技術措施產品、材料、技術裝備等。據相關資料，全世界受假冒偽劣產品影響的市場達到了3000億美元，每年假冒偽劣產品的成交額已占世界貿易總額的10%，在我國煙、酒、農資、食品、化妝品等行業是假冒偽劣商品的“重災區”,我國防偽行業市場容量已達到了數千億元。中國大多數藥品與煙草、少部分食品等產品都使用了防偽技術。

圖2 幾種防偽技術示例

          防偽技術的分類方式有多種，從與防偽對象的關系上，可以分為產品防偽、標識防偽和包裝防偽幾類；從防偽技術本身所屬的技術領域上，又可以分為化學材料防偽、物理防偽、生物防偽、信息防偽等幾種；從驗證手段上，又可以分為目視驗證、本地設備驗證或網絡平臺驗證幾類。防偽技術的發展是與其他相關學科和技術的發展緊密相連、密切相關的，在其融入了先進的技術成果的同時，也成為多學科科技成果的組合和綜合應用的結晶。就目前國內外防偽市場的情況來看，防偽技術的發展趨勢將朝著綜合化和信息化方向發展，“易識別，價位適中，難偽造”將成為未來防偽技術產品的共同特點。

          近幾年來，隨著iPhone、Android等智能手機軟硬件平臺和我國3G、4G移動網絡的建設，手機識讀二維碼面臨多年的軟件支持不足、平臺不統一等問題得到解決，從2012年起，二維碼作為手機上網入口的概念被廣泛接受，騰訊、阿里巴巴等互聯網巨頭開始在二維碼上投入巨額資源研發和推廣，二維碼標識開始在廣告、票據、商品、電視等上面隨處可見，大眾對于二維碼，特別是手機二維碼認知逐漸成熟，通過“掃一掃”二維條碼，完成加好友、購物、支付等二維碼應用已經為廣大智能手機用戶所接受和喜愛，二維碼的移動商務應用已走出市場培育期，走上了發展的快車道，主打“防偽”或“追溯”的二維碼技術解決方案也越來越多。

           行文至此，本文作者想澄清一個概念，即二維碼是否是防偽技術的問題。正如本文第一部分所述，二維碼解決的技術問題是信息通過相應算法轉化為標準圖形符號，并在識讀端通過圖像采集裝置可靠快速自動識別（專用設備或手機），從而實現信息傳遞的問題，屬于一種自動識別與數據采集技術，而不是一種防偽技術，不能說產品上用了二維碼就一定能防偽。防偽技術，本質上是一種或多種綜合應用技術的集成，其目的是增加產品的假造成本，并讓消費者或用戶方便辨識真假，與二維碼技術不是同一個范疇的概念，因此，不能將二維碼技術與防偽技術混為一談。

            那么，二維碼技術就和防偽技術無關了嗎？也不是的，二維碼作為一種圖形化信息載體，完全可以和防偽技術，特別是信息防偽、標簽和包裝防偽等多種防偽技術相結合，從而共同構成物品或產品的綜合防偽系統。二維碼是較為經濟、實用的一種自動識別技術，具有信息容量大、信息密度與可靠性高、生成識讀便利、成本低、可以進行加密等優點，特別是二維碼可通過手機方便識讀，快捷訪問網絡資源，使其成為了目前防偽技術解決方案中首選的自動識別技術，并在應用中體現出了非常強的適應性和優勢。

             筆者認為，將二維碼技術與防偽技術結合應用，為用戶提供既能體現二維碼技術優勢，又能滿足用戶防偽、追溯、信息服務等多種需求，形成擴展性強的防偽綜合技術解決方案，應從以下幾方面考慮。

1.二維碼編碼方面

              二維碼是一種信息載體，二維碼編碼是指二維碼中所存儲的信息內容。目前有眾多的防偽廠商選擇用二維碼承載產品的防偽信息，并通過網絡實現防偽驗證。目前二維碼編碼方面問題比較大，不少企業都選擇在二維碼中只存儲自定義防偽驗證信息。由于大多數防偽信息系統都是封閉的驗證系統，二維碼中如果只存儲自定義防偽驗證信息，將不能保證大眾手機中裝備的各類APP掃描識讀后進行相關的信息訪問，且不能保證實現系統之間互聯互通，通過二維碼實現追溯就是空談了。為此，建議在二維碼編碼中，充分利用二維碼能夠兼容多種編碼的優勢，采用通用的二維碼編碼數據結構，將防偽驗證信息作為一個標準數據項納入到成熟通用的國際通用編碼數據結構或URI數據結構中。

2.二維碼符號與標簽印制方面

              二維碼符號是一個圖形符號，為防止二維碼被批量拷貝、復制或非授權識讀，應考慮與多種防偽技術進行集成，例如：在二維碼符號上加印防復制圖層；二維碼印制基材采用紋理、材料防偽技術進行保護；二維碼符號進行部分遮蓋，刮開或破壞包裝后才可以識讀等。在此需要注意的是，目前有些應用方采用非通用碼制，如企業自行開發定義的二維碼或由第三方開發的二維碼作為防偽信息的承載工具時，需要面臨絕大多數手機APP或驗證裝置都不支持該碼制識讀的問題，從而不能利用二維碼方便識讀的特性，造成查驗困難。為保證二維碼防偽技術方案的方便驗證特性，一般不建議采用非標準、非通用碼制作為二維碼信息載體。此外，防偽技術廠商應關注二維碼的符號印制質量，特別是需要考慮兼容多種智能手機和多種識讀環境的情況下，應保證二維碼在增加了各種防偽保護措施后仍可以方便識讀。如果需要大眾通過手機掃描識讀，則應保證防偽標簽上印制的二維碼符號質量等級不低于GB/T23704《信息技術自動識別與數據采集技術二維條碼符號印制質量的檢驗》標準中規定的1.5級。

3.二維碼防偽信息系統建設問題

              二維碼防偽信息系統建設除了需要考慮到防偽驗證方面的需求之外，也需要考慮到二維碼信息追溯、二維碼信息服務與掃描用戶統計等功能。特別需要注意的是，目前各防偽企業建立的、號稱能夠實現防偽追溯等功能的二維碼服務信息系統完全封閉，其他信息系統無法通過標準接口獲得與二維碼相關的公開信息服務，供應鏈中的過程動態數據也無法在平臺上進行體現，這是目前的突出問題。

圖3 幾種防偽二維碼標簽示例

異形二維碼與標簽設計的關系

         異形二維碼是指如圖4所示的經過了藝術美化或特殊技術處理的二維碼符號，這些二維碼形式美觀，可以和背景、基材在設計上保持一致，因此受到了非常廣泛的歡迎，甚至有些企業號稱異形二維碼屬于新的條碼技術，這是不正確的。這些異形二維碼有的是在現有的二維碼功能圖形上做文章，通過改變尋像圖形或校正圖形的形狀、顏色，以完成美化功能；有的是在功能圖形基本保持不變的前提下，在數據區對模塊進行變形、弱化、反色等技術操作或進行美工設計美化；有的是在二維碼圖形上疊加一個圖形，通過這種方式，美化二維碼圖案，增強二維碼符號的用戶界面友好性。應該說，異形二維碼仍然是屬于二維碼的技術范疇，由于二維碼具有很強的抗噪聲和信息糾錯能力，增加的圖案、顏色等等，正好能夠在二維碼技術容許的差錯范圍內，因此用戶或消費者仍能正常識讀和譯碼異形二維碼。目前也有人在研究開發多種通過彩色承載信息的新碼制，但不巧的是這些碼制都不太成功，沒有取得廣泛應用并進一步制定標準。

          由于以上原因，防偽企業在進行異形二維碼標簽設計和應用時，需兼顧二維碼方便識讀和二維碼圖形美觀兩方面的應用需求，盡量選擇高糾錯等級和較大的符號模塊尺寸，并有必要進行小規模的標簽打印識讀實驗或質量檢測，以保證異形二維碼在大多數應用場合下仍可以由用戶正常讀取。為保證識讀效果，對標準二維碼符號進行的更改或美化越少越好。

圖4 異形二維碼示例

相關標準化工作

          我國二維碼技術的廣泛應用，特別是在商品標識、防偽與追溯方面的應用發展迅速，對我國二維碼標準制定工作提出了新的要求，包括防偽領域在內的商品二維碼、產品二維碼國家標準制定的時機也逐步成熟。作為我國條碼、二維碼技術專門機構的中國物品編碼中心，目前已經制定了我國二維碼標準體系，見圖5，并在標準體系指引下，分步驟的推進相關標準制定工作。只有結合開放標準化的技術體系，具有個性化和封閉行特性的防偽技術方案才能具有更強的生命力和市場競爭能力；另一方面，只有能夠滿足用戶商品標識、追溯與防偽等多種功能的二維碼技術方案，才最具有市場競爭力。

圖5 二維碼標準體系