Werden die QR-Codes, die wir täglich scannen, eines Tages aufgebraucht sein?

An Jiaran

„Bitte scannen Sie den QR-Code“, hören oder sehen Sie diese Worte oft?

Heutzutage sind QR-Codes in jeden Aspekt des Lebens vorgedrungen. Sie werden zum Bezahlen beim Einkaufen, zur Identitätsregistrierung im öffentlichen Nahverkehr, für Eintrittskarten zu Veranstaltungen, Meetings usw. sowie zum Hinzufügen von WeChat-Freunden und zum Folgen öffentlicher Konten verwendet.

Was ist ein QR-Code?

Ein QR-Code ist ein Matrix-Barcode zum Speichern von Informationen. QR-Codes bestehen in der Regel aus schwarzen und weißen Quadraten, deren Anordnung und Farbe einen Code ergeben, der von einem Lesegerät (beispielsweise einem Smartphone oder Scanner) schnell gelesen werden kann.

Im Vergleich zu eindimensionalen Barcodes liegen die Vorteile zweidimensionaler Codes darin, dass sie mehr Informationen speichern können, eine größere Informationskapazität haben und sich durch eine hohe Fehlertoleranz und hohe Dichte auszeichnen. Informationen können gelesen werden, auch wenn sie teilweise beschädigt oder blockiert sind.

So werden Informationen in einem QR-Code gespeichert

Die Speichermethode des QR-Codes besteht darin, verschiedene Informationen durch die Anordnung von schwarzen und weißen Pixeln auf einer zweidimensionalen Ebene darzustellen. Genauer gesagt besteht ein QR-Code aus mehreren kleinen Quadraten (auch Module genannt). Jedes kleine Quadrat kann weiß oder schwarz sein und stellt die binäre 0 oder 1 dar. Diese kleinen Quadrate sind nach bestimmten Regeln angeordnet und bilden ein matrixartiges Muster – ein zweidimensionales Muster.

In einem QR-Code werden Informationen als Datenreihe kodiert. Beim Kodierungsprozess werden die Informationen mithilfe eines speziellen Kodierungsalgorithmus in Binärdaten umgewandelt und den Modulen des QR-Codes zugeordnet. Wenn ein Scangerät einen QR-Code über einen optischen Sensor liest, analysiert es die Anordnungs- und Farbinformationen der Module und wandelt sie in entsprechende Binärdaten um. Anschließend werden die Binärdaten anhand eines speziellen Dekodierungsalgorithmus wieder in den ursprünglichen Informationsgehalt zurückgewandelt.

Im Allgemeinen besteht die Art und Weise, wie QR-Codes Informationen speichern, darin, unterschiedliche Binärdaten durch die Anordnung und Farbe von Modulen darzustellen und dann die Genauigkeit und Fehlertoleranz der Erkennung durch Kodierung und redundante Informationen zu verbessern. Wenn ein Scangerät einen QR-Code liest, analysiert es die Anordnung und Farbe der Module, um die codierten Informationen wiederherzustellen und so die darin gespeicherten Daten zu lesen.

Täglich werden weltweit zig Milliarden QR-Codes verwendet

Heutzutage werden QR-Codes in großem Umfang verwendet. Unvollständigen Statistiken zufolge werden weltweit mehr als 10 Milliarden QR-Codes pro Tag verwendet. Werden die QR-Codes also ausgehen?

Theoretisch sind QR-Codes eines Tages aufgebraucht. Die Größe eines QR-Codes ist festgelegt und die Anzahl der schwarzen und weißen Quadrate, die in einem festen Bereich angeordnet und kombiniert werden können, ist begrenzt. Wenn die gespeicherten Daten die Kapazitätsgrenze überschreiten, werden sie aufgebraucht. In der Praxis ist die Kapazität eines QR-Codes jedoch normalerweise sehr groß und übersteigt bei weitem die Datenmenge, die wir normalerweise speichern müssen.

Nehmen wir den häufig verwendeten WeChat-Zahlungscode als Beispiel: Die Größenangabe beträgt 25 × 25, dann gibt es in dieser QR-Code-Matrix 625 kleine Quadrate. Abgesehen von einigen Quadraten mit Funktionen wie Positionierung und Fehlerkorrektur bleiben 478 Quadrate übrig. Jedes Quadrat hat die Farben Schwarz und Weiß und kann 2^478 verschiedene QR-Codes bilden. Angenommen, täglich werden 10 Milliarden QR-Codes für Zahlungen verwendet, davon 365 Milliarden pro Jahr. Das bedeutet, dass es 2,1 × 41^131 Jahre dauern wird, bis alle QR-Codes für Zahlungen aufgebraucht sind. Das Universum existiert erst seit 13,7 Milliarden Jahren oder 1,37 × 10^10 Jahren. Sie müssen sich also keine Sorgen machen, dass Ihnen die QR-Codes ausgehen.

(Der Autor ist Mitglied des berühmten Lehrerstudios von Shen Jingfang an der Huazhong Agricultural University.)