QR-код: происхождение, устройство и применение¶

QR-код (англ. Quick Response code, «быстрый отклик») — это двухмерный штриховой код (матричный код), представляющий собой чёрно-белую квадратную матрицу, в которой информация закодирована с помощью расположенных по определённому правилу модулей (квадратных элементов). Термин пишется на английском именно как QR code — сокращение от «Quick Response code». Код разработан в 1994 году японской компанией Denso Wave, дочним предприятием Toyota, для отслеживания деталей в автомобильном производстве. Благодаря высокой скорости сканирования и большой ёмкости код получил широкое распространение в маркировке товаров, рекламе, платежах и цифровых сервисах.

¶История создания

QR-код был изобретён в 1994 году инженерами Denso Wave — Масахиро Харой (яп. 原昌宏) и его коллегами. Задача состояла в создании штрихового кода, который можно было бы считывать быстрее, чем традиционные линейные штрих-коды, и который вмещал бы больше данных. Стандартный штрих-код того времени позволял хранить лишь около 20 символов и требовал последовательного считывания линии сканирования, что замедляло процесс на конвейере.

Разработчики вдохновились игрой «го»: расположение чёрных и белых фишек на доске подсказало идею кодировать информацию в двумерной матрице. Первый прототип QR-кода был готов в 1994 году. Denso Wave запатентовала технологию, но при этом отказалась от сбора лицензионных платежей за использование стандарта — именно поэтому QR-коды свободно применяются по всему миру.

В 1997 году QR-код был стандартизирован как JIS X 0510 в Японии, а в 2000 году — как международный стандарт ISO/IEC 18004.

¶Устройство и принцип работы

QR-код состоит из ряда обязательных элементов:

• Поискательные узоры (finder patterns) — три квадрата в углах (верхнем левом, верхнем правом и нижнем левом), которые помогают сканеру определить положение и ориентацию кода.
• Узоры выравнивания (alignment patterns) — маленькие квадраты, компенсирующие искажение изображения при сканировании под углом.
• Тайминг-узоры (timing patterns) — чередующиеся чёрные и белые модули между поискательными узорами, задающие координатную сетку.
• Тёмный модуль — один фиксированный чёрный модуль рядом с нижним левым поискательным узором.
• Область данных и коррекция ошибок — пространство, где непосредственно хранится закодированная информация.

Информация в QR-коде защищена алгоритмом коррекции ошибок Рида — Соломона (Reed — Solomon), который позволяет восстановить данные даже при повреждении до 30 % кода. Благодаря этому код остаётся читаемым, если часть изображения закрыта, испачкана или повреждена.

QR-код может хранить до 7089 цифр, 4296 буквенно-цифровых символов или около 2953 байт двоичных данных. Существует 40 версий кода — от 21×21 модулей (версия 1) до 177×177 модулей (версия 40); чем выше версия, тем больше данных можно закодировать.

¶Виды QR-кодов

Выделяют два основных типа QR-кодов:

Также существуют специализированные разновидности: Micro QR (компактный формат 11×11 модулей), iQR (может быть прямоугольным), Frame QR (допускает размещение логотипа в центре) и Secure QR (с цифровой подписью).

¶Применение

QR-коды используются в самых разных сферах:

• Маркировка товаров — в России с 2019 года маркировка табачной продукции, а затем обуви, лекарств и других категорий товаров реализована через систему «Честный знак», где идентификатором выступает Data Matrix, а QR-код применяется для потребительской упаковки.
• Платежи — в России работает национальная система быстрых платежей (СБП), где оплата по QR-коду стала массовым способом расчёта в рознице.
• Туризм и транспорт — билеты на поезда, самолёты, экскурсии.
• Меню и сервисы — QR-коды на столиках в кафе ссылаются на электронное меню.
• Вакцинация и медицина — в пандемию COVID-19 QR-коды использовались в цифровых сертификатах и пропусках.
• Википедия — QR-код размещается на информационных табличках объектов, ведя к статье о нём.

¶Критика

В 2020-х годах QR-коды стали объектом критики: мошенники расклеивают поддельные коды поверх легитимных (например, на парковочных автоматах), перенаправляя платежи на свои счета. Кроме того, QR-коды критикуются с точки зрения доступности: их не могут использовать слабовидящие, а обязательное сканирование кода для доступа к меню или сервису исключает часть пользователей.

¶Интересные факты

• Denso Wave владеет патентом на QR-код, но не взимает плату за его использование.
• Мировой рекорд по размеру QR-кода принадлежит коду, размеченному на склоне горы в Японии: его площадь превышает 190 квадратных метров.
• QR-код можно найти даже на надгробиях: в Японии кладбищенские памятники с кодами ведут к страницам памяти усопших.

¶Источники

• Denso Wave Incorporated — официальный сайт разработчика QR-кода
• ISO/IEC 18004:2015 — Международный стандарт «Технология автоматической идентификации. Спецификация символики штрихового кода QR»
• Масахиро Хара. История создания QR-кода — лекции и интервью разработчика
• ГОСТ Р ИСО/МЭК 18004-2013 — Штриховое кодирование. Символика QR-код
• Система «Честный знак» — официальные материалы по маркировке товаров в РФ