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二維碼技術(shù)的概況與特點(diǎn)

         二維條碼（2DBarCode）,或稱二維碼（2DCode）技術(shù)，是在一維條碼技術(shù)的基礎(chǔ)上誕生的一項(xiàng)衍生條碼技術(shù)，與一維碼相同點(diǎn)是都由規(guī)則排列的圖形單元組成，不同點(diǎn)在于二維碼的圖形單元為模塊或短的條空，并在符號(hào)內(nèi)呈矩陣式排列，因此二維碼符號(hào)在橫縱兩個(gè)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(shù)領(lǐng)域上說，二維碼技術(shù)屬于信息技術(shù)中的自動(dòng)識(shí)別與數(shù)據(jù)采集（AutomaticIdentificationandDataCapture,AIDC）技術(shù)的一種。二維碼技術(shù)是在上世紀(jì)80年代，為滿足越來越多的行業(yè)應(yīng)用中對(duì)條碼技術(shù)提出的要求而研發(fā)的，相比一維條碼技術(shù)，二維碼能夠承載的信息種類（數(shù)字、英文、中文、圖片、聲音等所有可以數(shù)字化的）更多，信息容量更大（從幾十字節(jié)到幾千字節(jié)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(shí)讀更加可靠（大部分二維碼具有錯(cuò)誤校正功能），能夠支持加密，同時(shí)也保留了一維碼的印制方便、成本低廉的優(yōu)勢(shì)。由于二維碼具有的這些特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，使其在上世紀(jì)80年代中期誕生后迅速在歐美日等國(guó)軍事、證照、電子、制造業(yè)信息化管理以及物流等領(lǐng)域和行業(yè)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，多個(gè)關(guān)于二維碼的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定并發(fā)布，依托國(guó)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(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展起來，二維碼技術(shù)與一維碼技術(shù)相互補(bǔ)充，共同構(gòu)成了條碼的技術(shù)體系，紅包機(jī)滿足了多種行業(yè)多種應(yīng)用對(duì)條碼技術(shù)的不同需求，二維碼與手機(jī)結(jié)合應(yīng)用，越來越成為新的熱點(diǎn)。

         在我國(guó)，早在上世紀(jì)90年代初，中國(guó)物品編碼中心（以下簡(jiǎn)稱為“編碼中心”）就率先引進(jìn)了二維碼技術(shù)，對(duì)幾種常用的二維碼技術(shù)規(guī)范進(jìn)行了翻譯和跟蹤。在90年代后期，編碼中心結(jié)合我國(guó)實(shí)際先后將美國(guó)的PDF417、日本的QR碼碼制轉(zhuǎn)化為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)建立了一系列二維碼技術(shù)應(yīng)用試點(diǎn)，解決了我國(guó)二維碼技術(shù)開發(fā)無標(biāo)準(zhǔn)可循的問題，也推進(jìn)和帶動(dòng)了我國(guó)二維碼技術(shù)產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)和二維碼技術(shù)應(yīng)用的起步。新大陸、南開戈德等我國(guó)第一批進(jìn)行二維碼技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用推廣的企業(yè)成立并發(fā)展起來。

        在本世紀(jì)初，為滿足我國(guó)應(yīng)用領(lǐng)域提出的PDF417、QR等國(guó)外碼制不支持中國(guó)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(guó)企業(yè)共同研發(fā)了“漢信碼”碼制。漢信碼是我國(guó)第一個(gè)制定了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)并且擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的二維碼，在漢字信息表示方面達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，在數(shù)字和字符、二進(jìn)制數(shù)據(jù)等信息的編碼效率、符號(hào)信息密度與容量、識(shí)讀速度、抗污損能力等方面達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。2007年，《漢信碼》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T21049）正式發(fā)布，2011年漢信碼成為國(guó)際AIMGlobal權(quán)威行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，2015年，漢信碼正式成為國(guó)際ISO標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目。

圖1 幾種常用二維碼碼制

二維碼技術(shù)與防偽技術(shù)的區(qū)別與聯(lián)系

          防偽，顧名思義，是指防止偽造。防偽技術(shù)，按照大多數(shù)人認(rèn)可的定義，是指用于識(shí)別防偽對(duì)象真?zhèn)尾⒎乐刮词跈?quán)方偽造、變?cè)?、克隆等行為的技術(shù)手段，即通過提取和識(shí)別防偽特征來防止偽造、變?cè)?、克隆等違法行為的技術(shù)措施產(chǎn)品、材料、技術(shù)裝備等。據(jù)相關(guān)資料，全世界受假冒偽劣產(chǎn)品影響的市場(chǎng)達(dá)到了3000億美元，每年假冒偽劣產(chǎn)品的成交額已占世界貿(mào)易總額的10%，在我國(guó)煙、酒、農(nóng)資、食品、化妝品等行業(yè)是假冒偽劣商品的“重災(zāi)區(qū)”,我國(guó)防偽行業(yè)市場(chǎng)容量已達(dá)到了數(shù)千億元。中國(guó)大多數(shù)藥品與煙草、少部分食品等產(chǎn)品都使用了防偽技術(shù)。

圖2 幾種防偽技術(shù)示例

          防偽技術(shù)的分類方式有多種，從與防偽對(duì)象的關(guān)系上，可以分為產(chǎn)品防偽、標(biāo)識(shí)防偽和包裝防偽幾類；從防偽技術(shù)本身所屬的技術(shù)領(lǐng)域上，又可以分為化學(xué)材料防偽、物理防偽、生物防偽、信息防偽等幾種；從驗(yàn)證手段上，又可以分為目視驗(yàn)證、本地設(shè)備驗(yàn)證或網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)驗(yàn)證幾類。防偽技術(shù)的發(fā)展是與其他相關(guān)學(xué)科和技術(shù)的發(fā)展緊密相連、密切相關(guān)的，在其融入了先進(jìn)的技術(shù)成果的同時(shí)，也成為多學(xué)科科技成果的組合和綜合應(yīng)用的結(jié)晶。就目前國(guó)內(nèi)外防偽市場(chǎng)的情況來看，防偽技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)將朝著綜合化和信息化方向發(fā)展，“易識(shí)別，價(jià)位適中，難偽造”將成為未來防偽技術(shù)產(chǎn)品的共同特點(diǎn)。

          近幾年來，隨著iPhone、Android等智能手機(jī)軟硬件平臺(tái)和我國(guó)3G、4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，手機(jī)識(shí)讀二維碼面臨多年的軟件支持不足、平臺(tái)不統(tǒng)一等問題得到解決，從2012年起，二維碼作為手機(jī)上網(wǎng)入口的概念被廣泛接受，騰訊、阿里巴巴等互聯(lián)網(wǎng)巨頭開始在二維碼上投入巨額資源研發(fā)和推廣，二維碼標(biāo)識(shí)開始在廣告、票據(jù)、商品、電視等上面隨處可見，大眾對(duì)于二維碼，特別是手機(jī)二維碼認(rèn)知逐漸成熟，通過“掃一掃”二維條碼，完成加好友、購(gòu)物、支付等二維碼應(yīng)用已經(jīng)為廣大智能手機(jī)用戶所接受和喜愛，二維碼的移動(dòng)商務(wù)應(yīng)用已走出市場(chǎng)培育期，走上了發(fā)展的快車道，主打“防偽”或“追溯”的二維碼技術(shù)解決方案也越來越多。

           行文至此，本文作者想澄清一個(gè)概念，即二維碼是否是防偽技術(shù)的問題。正如本文第一部分所述，二維碼解決的技術(shù)問題是信息通過相應(yīng)算法轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)圖形符號(hào)，并在識(shí)讀端通過圖像采集裝置可靠快速自動(dòng)識(shí)別（專用設(shè)備或手機(jī)），從而實(shí)現(xiàn)信息傳遞的問題，屬于一種自動(dòng)識(shí)別與數(shù)據(jù)采集技術(shù)，而不是一種防偽技術(shù)，不能說產(chǎn)品上用了二維碼就一定能防偽。防偽技術(shù)，本質(zhì)上是一種或多種綜合應(yīng)用技術(shù)的集成，其目的是增加產(chǎn)品的假造成本，并讓消費(fèi)者或用戶方便辨識(shí)真假，與二維碼技術(shù)不是同一個(gè)范疇的概念，因此，不能將二維碼技術(shù)與防偽技術(shù)混為一談。

            那么，二維碼技術(shù)就和防偽技術(shù)無關(guān)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(shù)，特別是信息防偽、標(biāo)簽和包裝防偽等多種防偽技術(shù)相結(jié)合，從而共同構(gòu)成物品或產(chǎn)品的綜合防偽系統(tǒng)。二維碼是較為經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，具有信息容量大、信息密度與可靠性高、生成識(shí)讀便利、成本低、可以進(jìn)行加密等優(yōu)點(diǎn)，特別是二維碼可通過手機(jī)方便識(shí)讀，快捷訪問網(wǎng)絡(luò)資源，使其成為了目前防偽技術(shù)解決方案中首選的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，并在應(yīng)用中體現(xiàn)出了非常強(qiáng)的適應(yīng)性和優(yōu)勢(shì)。

             筆者認(rèn)為，將二維碼技術(shù)與防偽技術(shù)結(jié)合應(yīng)用，為用戶提供既能體現(xiàn)二維碼技術(shù)優(yōu)勢(shì)，又能滿足用戶防偽、追溯、信息服務(wù)等多種需求，形成擴(kuò)展性強(qiáng)的防偽綜合技術(shù)解決方案，應(yīng)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(chǔ)的信息內(nèi)容。目前有眾多的防偽廠商選擇用二維碼承載產(chǎn)品的防偽信息，并通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)防偽驗(yàn)證。目前二維碼編碼方面問題比較大，不少企業(yè)都選擇在二維碼中只存儲(chǔ)自定義防偽驗(yàn)證信息。由于大多數(shù)防偽信息系統(tǒng)都是封閉的驗(yàn)證系統(tǒng)，二維碼中如果只存儲(chǔ)自定義防偽驗(yàn)證信息，將不能保證大眾手機(jī)中裝備的各類APP掃描識(shí)讀后進(jìn)行相關(guān)的信息訪問，且不能保證實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)之間互聯(lián)互通，通過二維碼實(shí)現(xiàn)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(yōu)勢(shì)，采用通用的二維碼編碼數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，將防偽驗(yàn)證信息作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)納入到成熟通用的國(guó)際通用編碼數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或URI數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。

2.二維碼符號(hào)與標(biāo)簽印制方面

              二維碼符號(hào)是一個(gè)圖形符號(hào)，為防止二維碼被批量拷貝、復(fù)制或非授權(quán)識(shí)讀，應(yīng)考慮與多種防偽技術(shù)進(jìn)行集成，例如：在二維碼符號(hào)上加印防復(fù)制圖層；二維碼印制基材采用紋理、材料防偽技術(shù)進(jìn)行保護(hù)；二維碼符號(hào)進(jìn)行部分遮蓋，刮開或破壞包裝后才可以識(shí)讀等。在此需要注意的是，目前有些應(yīng)用方采用非通用碼制，如企業(yè)自行開發(fā)定義的二維碼或由第三方開發(fā)的二維碼作為防偽信息的承載工具時(shí)，需要面臨絕大多數(shù)手機(jī)APP或驗(yàn)證裝置都不支持該碼制識(shí)讀的問題，從而不能利用二維碼方便識(shí)讀的特性，造成查驗(yàn)困難。為保證二維碼防偽技術(shù)方案的方便驗(yàn)證特性，一般不建議采用非標(biāo)準(zhǔn)、非通用碼制作為二維碼信息載體。此外，防偽技術(shù)廠商應(yīng)關(guān)注二維碼的符號(hào)印制質(zhì)量，特別是需要考慮兼容多種智能手機(jī)和多種識(shí)讀環(huán)境的情況下，應(yīng)保證二維碼在增加了各種防偽保護(hù)措施后仍可以方便識(shí)讀。如果需要大眾通過手機(jī)掃描識(shí)讀，則應(yīng)保證防偽標(biāo)簽上印制的二維碼符號(hào)質(zhì)量等級(jí)不低于GB/T23704《信息技術(shù)自動(dòng)識(shí)別與數(shù)據(jù)采集技術(shù)二維條碼符號(hào)印制質(zhì)量的檢驗(yàn)》標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的1.5級(jí)。

3.二維碼防偽信息系統(tǒng)建設(shè)問題

              二維碼防偽信息系統(tǒng)建設(shè)除了需要考慮到防偽驗(yàn)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(wù)與掃描用戶統(tǒng)計(jì)等功能。特別需要注意的是，目前各防偽企業(yè)建立的、號(hào)稱能夠?qū)崿F(xiàn)防偽追溯等功能的二維碼服務(wù)信息系統(tǒng)完全封閉，其他信息系統(tǒng)無法通過標(biāo)準(zhǔn)接口獲得與二維碼相關(guān)的公開信息服務(wù)，供應(yīng)鏈中的過程動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)也無法在平臺(tái)上進(jìn)行體現(xiàn)，這是目前的突出問題。

圖3 幾種防偽二維碼標(biāo)簽示例

異形二維碼與標(biāo)簽設(shè)計(jì)的關(guān)系

         異形二維碼是指如圖4所示的經(jīng)過了藝術(shù)美化或特殊技術(shù)處理的二維碼符號(hào)，這些二維碼形式美觀，可以和背景、基材在設(shè)計(jì)上保持一致，因此受到了非常廣泛的歡迎，甚至有些企業(yè)號(hào)稱異形二維碼屬于新的條碼技術(shù)，這是不正確的。這些異形二維碼有的是在現(xiàn)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(shù)據(jù)區(qū)對(duì)模塊進(jìn)行變形、弱化、反色等技術(shù)操作或進(jìn)行美工設(shè)計(jì)美化；有的是在二維碼圖形上疊加一個(gè)圖形，通過這種方式，美化二維碼圖案，增強(qiáng)二維碼符號(hào)的用戶界面友好性。應(yīng)該說，異形二維碼仍然是屬于二維碼的技術(shù)范疇，由于二維碼具有很強(qiáng)的抗噪聲和信息糾錯(cuò)能力，增加的圖案、顏色等等，正好能夠在二維碼技術(shù)容許的差錯(cuò)范圍內(nèi)，因此用戶或消費(fèi)者仍能正常識(shí)讀和譯碼異形二維碼。目前也有人在研究開發(fā)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(yīng)用并進(jìn)一步制定標(biāo)準(zhǔn)。

          由于以上原因，防偽企業(yè)在進(jìn)行異形二維碼標(biāo)簽設(shè)計(jì)和應(yīng)用時(shí)，需兼顧二維碼方便識(shí)讀和二維碼圖形美觀兩方面的應(yīng)用需求，盡量選擇高糾錯(cuò)等級(jí)和較大的符號(hào)模塊尺寸，并有必要進(jìn)行小規(guī)模的標(biāo)簽打印識(shí)讀實(shí)驗(yàn)或質(zhì)量檢測(cè)，以保證異形二維碼在大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合下仍可以由用戶正常讀取。為保證識(shí)讀效果，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)二維碼符號(hào)進(jìn)行的更改或美化越少越好。

圖4 異形二維碼示例

相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化工作

          我國(guó)二維碼技術(shù)的廣泛應(yīng)用，特別是在商品標(biāo)識(shí)、防偽與追溯方面的應(yīng)用發(fā)展迅速，對(duì)我國(guó)二維碼標(biāo)準(zhǔn)制定工作提出了新的要求，包括防偽領(lǐng)域在內(nèi)的商品二維碼、產(chǎn)品二維碼國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定的時(shí)機(jī)也逐步成熟。作為我國(guó)條碼、二維碼技術(shù)專門機(jī)構(gòu)的中國(guó)物品編碼中心，目前已經(jīng)制定了我國(guó)二維碼標(biāo)準(zhǔn)體系，見圖5，并在標(biāo)準(zhǔn)體系指引下，分步驟的推進(jìn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定工作。只有結(jié)合開放標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)體系，具有個(gè)性化和封閉行特性的防偽技術(shù)方案才能具有更強(qiáng)的生命力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力；另一方面，只有能夠滿足用戶商品標(biāo)識(shí)、追溯與防偽等多種功能的二維碼技術(shù)方案，才最具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

圖5 二維碼標(biāo)準(zhǔn)體系