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世界上的二维码那么多会完用吗??

互联网 2022-12-25

全世界每天要消耗掉100亿个二维码,再这样下去二维码会被用完吗?

现在的科技发展已经超乎了人们的想象,现在有很多高科技的东西,让人们的生活变得更加便捷。比如我们日常生活当中最不可或缺的东西之一就是二维码。现在很多人出门购物,都得需要二维码,有的时候需要用手机扫二维码,有的时候需要出示付款码。现在二维码在全世界范围内来说已经非常普遍了。当然了,我们中国的二维码普及程度要更广一些。甚至有很多老外来到中国都感叹中国的二维码实在是遍地都是。

别看现在二维码使用的这么普遍也非常便捷,但是有人担心既然二维码现在使用的频率这么频繁,会不会有一天二维码被全部用没呢?据统计,新增人的每天至少会消耗掉100亿个二维码,照,这样的速度的发展下去的话,二维码或许终有一天会被消耗完,那么到时候人应该怎么办呢?

其实面对这个问题也有很多科学家曾经考虑过,但是我们也应该相信人类的科学技术发展的速度非常快,或许我们等不到二维码消耗殆尽的那一天,人类就可以研究出来了,一种更加便捷的东西来代替二维码,在二维码没有出现之前,很多货架上摆的都是普通的条形码,这种条形码也叫做一维码,而一维码和二维码最大的区别就是各位能看到,一维码就是一系列的竖条,有宽有窄,竖着排列。

而二维码的形状可以有很多,有的二维码甚至是图案。尽管二维码看上去有时候有点乱,但其实二维码还是能看到一些规律的。随着现在信息越来越多,二维码需要纪录的信息也越来越多,现在的二维码图形更加的复杂,每天用完的二维码,得用新的二维码去顶替。那么问题来了,天天用这么多的二维码,会不会用完呢?

或许在二维码用完之前,人类就已经研究出了比二维码更便捷的东西。并且根据科学家表示,二维码的算法,会让二维码永远都用不完。所以人们也不用担心二维码终有一天会用完了的情况。综合来说现在的科技不断发展,二维码也只是暂时的成为了这个时代比较便捷的产物,时代不断发展,终有一天会有更加便捷的东西出现,能代替二维码,或许到那个时候,人类的支付方式也会发生变化。

全球每天消耗上百亿个二维码,会不会用完?一旦用完了怎么办呢?

科技与网络的发展,越来越便捷了人们的生活,智能手机也成为现在人类离不开的重要生活工具,而二维码也参与着我们的生活,许多都是二维码扫一扫,据统计,全球这么多人每天使用的二维码居然多达100亿,有人不禁担心,二维码会不会被大家使用完?

先来了解下二维码,1994年一位日本的科学家原昌宏先生,他在原有的储存信息的条形码的基础上,又增加维度,于是就有了现在的二维码。

一个二维码四周的白色区域是空白区,中间有位置探测图形、定位图形、校正图形、数据和纠错码字等等,储藏着许多信息。而二维码的组合数量取决于它的像素密集点,成正比关系。

现在最大的二维码是V40的,有177×177个像素点,能够形成2^(177×177)个不同的二维码,粗略计算也就是说,V40的这种二维码就有10的10000次方个不同的,再加上V1到V39这些格式的二维码,那二维码的数量又会有许许多多。

每天耗掉100亿个二维码,一年也就是3.65万亿个,倘若一直以这样的速度消耗,从人类诞生算起,138亿年会使用掉5.0×10^22个,就V40格式的就可以供人类使用7.3×10^260 个"138亿年",也就是有1000万亿亿……,再加上其他39个格式的二维码,那就可以使用更多更多年了。

照这样计算下来,虽然每天二维码的消耗量很庞大,但是二维码的数量也非常多,虽说过了好多个"138亿年"后可能会用光,但那时一定会有其他代替物的。

每天用掉100亿个二维码,二维码有一天会不会被用完?


随着智能手机全面普及开来,二维码也深入我们的生活,我们在很多地方都要用手机来扫一下二维码,例如,加好友、手机支付、打开网站。全球每天用掉的二维码多达100亿,那么,二维码会用完吗?如果二维码用完该怎么办呢?

关于这个问题,先来了解一下二维码的前身:一维码,也就是我们平时所熟知的条形码。


条形码是由一系列粗细不等的黑色条纹以及空白组成,其排列方式遵循编码规则,其中隐藏着物品信息。扫描器的光线照射到条形码上时,黑色部分会吸收光,而白色部分会反射光。扫描器接收到反射光之后,就能解析出条形码上的信息。

条形码是一维的,长度方向上没有信息,所有的数据都在宽度方向上。如果物品的信息很多,条形码会变得很长,这样使用起来变得不方便。而且条形码只能编码字母、数字、符号,像汉字等复杂的信息无法编码。


在条形码的基础上,人们发明了二维码。由于两个方向都能记录信息,所以二维码可以携带丰富的数据,汉字也能被编码。因此,二维码得到十分广泛的应用。

那么,信息是如何编写到二维码中的呢?二维码上的黑点和白点代表什么呢?

不管是手机,还是计算机,它们的处理器只能识别0和1。为了让机器能够识别信息,需要对单个数字、字母、符号、汉字等进行逐一编码,它们都能用0和1来表示。


在制作二维码时,信息被转换成特定的0和1二进制编码,然后用白点表示0,用黑点表示1,它们按照一定的规则进行排列。再加上三个用于定位的大黑块,就能得到最终的唯一二维码。另外,二维码还有容错机制,如果二维码缺失或污损的比例不超过三成,二维码阅读器仍然可以准确读取信息。

那么,二维码共有多少个呢?二维码会被用完吗?


在现行的二维码中,最小的矩阵尺寸为21×21,总共包含441个点,每个点都可以是0或者1,所以总的变化数量为2^441,即5.6×10^132,相当于5.6万亿亿……亿亿(共计16个亿)。相比之下,可观测宇宙中的粒子总数的数量级为10^80。再排除掉纠错码、定位码,所能产生的二维码个数仍然是一个十分巨大的数字。

即便全世界每天使用100亿个二维码,用完这些将需要极其漫长的时间,远远超过宇宙目前的年龄(138亿年)。宇宙从头再来数以亿计次,每天使用几百亿个二维码,仍然用不完二维码。

要知道,除了21×21矩阵尺寸外,还有另外几十个更大的尺寸。最大的可达177×177,其中包含31329个点,除去其他码,这样可以产生的二维码数量高达2^23624,相当于3.4×10^7111。


可观测宇宙中存在最少2000亿个星系,就算每个星系中存在数以万计的智慧文明,大家一起使用二维码长达宇宙年龄的时间,仍然用不完二维码。因此,我们无需担心二维码会耗尽的问题。

全世界每天消耗多少个二维码,二维码会不会被人类用尽?

我们不清楚其他国家的生活和二维码之间的关系,但至少在中国,二维码已经和我们日常绑在一起,我们很难想象一个离开了二维码的生活是什么样子,万一二维码用完了呢?


二维码是谁发明的?

二维码种类很多,常见的有QR Code、Data Matrix、Code 16K、MaxiCode、Aztec、Vericode、PDF417、Code 49等,很多产品上都会贴上各种标准的二维码,但我们日常使用的,比如各种支付码格式是QR Code,所以来自国外的朋友会用QR Code来称呼我们日常使用的各种支付码!下文以QR CODE来说明。


QR Code码是1994年由日本DW公司发明的,它诞生后,就在信息量大,纠错能力强等优点绝杀了二维码,在日本和全世界应用广泛,我们日常也已经离不开二维码,平均每天都会扫码数个甚至数十个,而各种支付码为保证安全是即时产生的,即用过一次即失效,下次重新产生,那么吃瓜群众有一个问题,会不会某天二维码用完了呢?

QR CODE数据编码方式

要说明会不会用完,首先得来了解下QR CODE编码方式,下图是一张QR CODE基底图,不含信息,仅仅表示编码:

QR CODE最明显的特征是除了右下角外其他三个角上是一个巨大的回字形定位标志,其他主要的区域有数据与容错,版本信息,纠正标志等,包含QR CODE能不能用完的关键是数据编码的排列组合能不能穷尽!一个QR CODE最大的能包含多少信息呢?

一张小小的二维码搭载的信息量是惊人的,那么它所包含的组合总共可以有多少种呢?


QR CODE空白区域表示0,黑色区域表示1,那么数一数它最大面积的版本有多少格子就能算出它有多少种可能了!QR CODE总共有40种不同密度的结构:

最小的版本1编码模块为21×21,编码数量总有:2^(21×21)

最大的版本40为177×177,编码数量总共有:2^(177×177)码

前者大约有5.6×10^132个编码

后者大约有:9.3×10^9430个二维码

可能大家对这个数量并没啥概念,但宇宙中的原子数量总共之有10^80个,所以即使是最小的的那个二维码也可以给宇宙中每个原子编制一个二维码,而且还绰绰有余!而更大的版本40则可以对所有的“平行宇宙”进行编码,也许还是编不完!

QR CODE的容错功能

从上文我们知道了QR CODE是用不完的,但QR CODE本身包含的信息量太大,而我们有又用不到这些新的时候就有新的玩法了,我们可以将容错信息编制进去,当QR CODE污损时将会起到纠错作用!

从7%到30%不等,但纠错效果越好,面积也将越大,所以大部分都取折中的15%纠错率,优点类似于服务器中硬盘阵列,牺牲容量的方式来保证数据的安全性,如下是硬盘阵列的容错比例:

RAID0:无容错,可靠性降低一半

RAID1:可以损坏一半硬盘

RAID5,可以损坏一个硬盘

RAID10,可以损坏一半硬盘(理想状态下)

当然硬盘阵列的的容错和QR CODE容错原理是不一样的,但两者宗旨是一样的,保证数据安全!

QR CODE的安全性

其实我们要说的不是加密,而是包含有害信息,因为它是隐含的信息,因此即使包含有害信息我们也无法看到,比如包含欺骗、诱导或者淫秽色情甚至木马等信息时危害是很大的,因此对于来历不明的二维码我们要谨慎“扫一扫”,而且手机上安全软件不要忘了装!

全世界每天都消耗二维码上亿个,用完了咋办?

二维码在生活中的应用越来越广泛了,每个人每天在生活中都要消耗大量的二维码。我们知道,我国有13亿人口,而世界上共计有70亿人口,如果每个人每天都消耗10个二维码,那二维码会不会被很快消耗完?

二维码

事实上,根据目前的消耗二维码速度,想要用完全部的二维码,几乎是不可能。这是因为二维码比我们想象中的要多得多。

首先我们常见的二维码就是由黑白两种颜色组成的小方格,其实,这些黑白方格在机器识别时,并不是识别成黑白色,而是由0、1组成的二进制,其中白色方格代表着“0”,而黑色方格代表着“1”。


我们平时见到的二维码时37*37的格子,但是每个二维码都有三个固定的方格,不仅大小固定,而且位置也是固定的。它们的存在就是为了方便机器识别二维码的顺序,也为了定位二维码,除此之外不储备任何信息。


在这种情况下,一个37*37的二维码格子,可以产生37x37-49x3=1222个格子。而这1222个格子,可以组成2^1222个不同的二维码排列组合,形成2^1222个二维码。

光看文字,你可能觉得这也没多少个二维码,但事实上2的1222次方可以形成以下这么多二维码。



更可怕的是,二维码并不是只有一种规则,有的是21*21,有的是41*41,还有的是177*177,照此计算的话,人类能够生成的二维码数量,可以供宇宙中每一个原子使用。所以即使我们用到天荒地老,都不会用光二维码。

生成的二维码会重复吗?

可能会有很多人问,我们每天使用大量的二维码,那机器在生成二维码时会不会产生混乱,不小心重复生产了二维码供不同人使用。比如:我刷二维码时,和马云刷出来的刚好一致。

其实这种可能性的发生几乎为0,原因是因为二维码并不是随机生成的,而是储备着大量信息,比如:使用人的ID,时间,应用软件等。

这些信息累积叠加在一起时,就会形成独有的二维码,所以二维码并不会被重复使用。

除此之外,还有人会问,可以伪造二维码吗?我们知道二维码是由黑白两色的格子组成的,在PS中非常容易伪造,如果我们伪造一个二维码,那机器能识别出来吗?

其实,虽然伪造二维码比较容易,但是伪造的二维码可能会被机器识别出无用信息。原因是因为很多二维码是“一次性用品”,比如:支付用二维码。还有更多的二维码是不包含任何内容的二维码,原因很简单,因为二维码的数量实在是太多了,想要随意伪造一个二维码并不难,难得是这个二维码刚好包含重要信息。因此我们根本不用担心别人冒牌伪造二维码。

识别二维码的原理

前面我们说过,机器识别二维码并不是录入黑白方格,而是将黑白方格所代表的含义录入进去。比如:机器识别的是:黑黑黑白黑白,那么对应的信息就是:111010。而111010对应的信息就是机器提前设定好的信息,比如:网页、名片或者支付程序。


为了保证信息能够完整被传递,二维码上其实包含着非常多的冗余信息,这些冗余信息可以提高信息的准确度。

根据香农第三定律我们知道,信息的冗余可以帮助信息完整的传递。比如:小时候家长让孩子帮忙买酱油时,会再三叮嘱要买酱油,不是醋,是某个品牌的酱油。虽然这些话中有大量的废话,但是这些废话加强了重要信息的传递:买酱油。

二维码也是一样,有时遮挡了一部分二维码,机器照样也能够扫描出对应的信息,原因就是遮挡的这部分可能是冗余信息。凭借着这些信息,机器能够很容易识别出二维码所包含的信息。


二维码的好处在于二维码总量大,即使每人每天使用20个,二维码的储量也能够使用到人类灭绝的一天。

正是因为二维码的总量非常大,因此即使随便画一个二维码,也不一定能扫出有用的信息,一定程度上可以保证我们的数据安全。


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