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二維碼又稱QR Code，QR全稱Quick Response，是一個(gè)近幾年來(lái)移動(dòng)設(shè)備上超流行的一種編碼方式，它比傳統(tǒng)的Bar Code條形碼能存更多的信息，也能表示更多的數(shù)據(jù)類型：比如：字符，數(shù)字，日文，中文等等。這兩天學(xué)習(xí)了一下二維碼圖片生成的相關(guān)細(xì)節(jié)，覺(jué)得這個(gè)玩意就是一個(gè)密碼算法，在此寫一這篇文章，揭露一下。供好學(xué)的人一同學(xué)習(xí)之。 關(guān)于QR Code Specification，可參看下面附件的PDF：qr_code.pdf 基礎(chǔ)知識(shí) 首先，我們先說(shuō)一下二維碼一共有40個(gè)尺寸。官方叫版本Version。Version1是21x21的矩陣，Version2是25x25的矩陣，Version3是29的尺寸，每增加一個(gè)version，就會(huì)增加4的尺寸，公式是：(V-1)*4+21（V是版本號(hào)）最高Version40，(40-1)*4+21=177，所以最高是177x177的正方形。 下面我們看看一個(gè)二維碼的樣例： 
定位圖案 Position Detection Pattern是定位圖案，用于標(biāo)記二維碼的矩形大小。這三個(gè)定位圖案有白邊叫Separators for Postion Detection Patterns。之所以三個(gè)而不是四個(gè)意思就是三個(gè)就可以標(biāo)識(shí)一個(gè)矩形了。 Timing Patterns也是用于定位的。原因是二維碼有40種尺寸，尺寸過(guò)大了后需要有根標(biāo)準(zhǔn)線，不然掃描的時(shí)候可能會(huì)掃歪了。 Alignment Patterns只有Version 2以上（包括Version2）的二維碼需要這個(gè)東東，同樣是為了定位用的。 功能性數(shù)據(jù) Format Information存在于所有的尺寸中，用于存放一些格式化數(shù)據(jù)的。 Version Information在>=Version7以上，需要預(yù)留兩塊3x6的區(qū)域存放一些版本信息。 數(shù)據(jù)碼和糾錯(cuò)碼 除了上述的那些地方，剩下的地方存放Data Code數(shù)據(jù)碼和Error Correction Code糾錯(cuò)碼。 數(shù)據(jù)編碼 我們先來(lái)說(shuō)說(shuō)數(shù)據(jù)編碼。QR碼支持如下的編碼： Numeric mode數(shù)字編碼，從0到9。如果需要編碼的數(shù)字的個(gè)數(shù)不是3的倍數(shù)，那么，最后剩下的1或2位數(shù)會(huì)被轉(zhuǎn)成4或7bits，則其它的每3位數(shù)字會(huì)被編成10，12，14bits，編成多長(zhǎng)還要看二維碼的尺寸（下面有一個(gè)表Table3說(shuō)明了這點(diǎn)） Alphanumeric mode字符編碼。包括0-9，大寫的A到Z（沒(méi)有小寫），以及符號(hào)$ % * + – . / : 包括空格。這些字符會(huì)映射成一個(gè)字符索引表。如下所示：（其中的SP是空格，Char是字符，Value是其索引值）編碼的過(guò)程是把字符兩兩分組，然后轉(zhuǎn)成下表的45進(jìn)制，然后轉(zhuǎn)成11bits的二進(jìn)制，如果最后有一個(gè)落單的，那就轉(zhuǎn)成6bits的二進(jìn)制。而編碼模式和字符的個(gè)數(shù)需要根據(jù)不同的Version尺寸編成9,11或13個(gè)二進(jìn)制（如下表中Table3）
Byte mode,字節(jié)編碼，可以是0-255的ISO-8859-1字符。有些二維碼的掃描器可以自動(dòng)檢測(cè)是否是UTF-8的編碼。 Kanji mode這是日文編碼，也是雙字節(jié)編碼。同樣，也可以用于中文編碼。日文和漢字的編碼會(huì)減去一個(gè)值。如：在0X8140 to 0X9FFC中的字符會(huì)減去8140，在0XE040到0XEBBF中的字符要減去0XC140，然后把前兩位拿出來(lái)乘以0XC0，然后再加上后兩位，最后轉(zhuǎn)成13bit的編碼。如下圖示例：
Extended Channel Interpretation (ECI) mode主要用于特殊的字符集。并不是所有的掃描器都支持這種編碼。 Structured Append mode用于混合編碼，也就是說(shuō)，這個(gè)二維碼中包含了多種編碼格式。 FNC1 mode這種編碼方式主要是給一些特殊的工業(yè)或行業(yè)用的。比如GS1條形碼之類的。 簡(jiǎn)單起見(jiàn)，后面三種不會(huì)在本文中討論。
詳細(xì)見(jiàn)： 
qr_code(122頁(yè)）.pdf
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