Иногда возникают такие ситуации, когда нужно прочитать QR код, а смартфона под рукой нет. Что же делать? В голову приходит лишь попробовать прочитать вручную. Если кто-нибудь сталкивался с такими ситуациями или кому просто интересно как же читается QR код машинами, то данная статья поможет вам разобраться в этой проблеме. В статье рассмотрены базовые особенности QR кодов и методика дешифрирования информации без использования вычислительных машин. Решение задачи непосредственного чтения информации с QR-картинки рассмотрим на примере двух кодов.
Чтобы понять, как извлечь данные из кода, нужно разобраться в алгоритме. Существует несколько стандартов в семействе QR кодов, с их базовыми принципами можно ознакомиться в спецификациях. Кратко поясню: данные, которые необходимо закодировать, разбиваются на блоки в зависимости от режима кодирования. К разбитым по блокам данным прибавляется заголовок, указывающий режим и количество блоков. Существуют и такие режимы, в которых используется более сложная структура размещения информации. Данные режимы рассматривать не будем, в виду того, что извлекать вручную из них информацию нецелесообразно. Однако, основываясь на тех принципах, что описаны ниже, можно адаптироваться и к этим режимам.
На случай некорректного чтения данных в QR применяются специальные коды, которые способны исправить недочёты при чтении. Это так называемые коды Рида-Соломона . Принцип вычисления кодов, а также исправление ошибок в блоках информации рассматривать не будем, это тема отдельной статьи. Корректирующие ошибки коды Рида-Соломона (RS) записываются после всех информационных данных. Это очень упрощает задачу непосредственного чтения информации: можно просто считать данные, не трогая коды. Как показывает практика, обычно бОльшую часть QR -матрицы занимают корректирующие RS-коды. По стандарту, данные с RS-кодами перед записью в картинку «перемешиваются». Для этих целей используют специальные маски. Существует 8 алгоритмов, среди которых выбирается наилучший. Критерии выбора основаны на системе штрафов, о которых можно также почитать в спецификации.
«Перемешанные» данные записываются в особой последовательности на шаблонную картинку, куда добавляется техническая информация для декодирующих устройств. Исходя из описанного алгоритма, можно выделить схему извлечения данных из QR кода:
Здесь зелёным фломастером подчёркнуты пункты, которые нужно будет реализовать при непосредственном чтении кода. Остальные пункты можно опустить в виду того, что считывание производит человек.
Шаг 0. QR код
Взглянув на картинки, можно заметить несколько отчётливых областей. Эти области используются для детектирования QR кода. Эти данные не представляют интереса с точки зрения записанной информации, но их нужно вычеркнуть или просто запомнить их расположение, чтобы они не мешали. Всё остальное поле кода несёт уже полезную информацию. Её можно разбить на две части: системная информация и данные. Также существует информация о версии кода. От версии кода зависит максимальный объём данных, которые могут быть записаны в код. При повышении версии – добавляются специальные блоки, например как здесь:
По ним можно сориентироваться и понять какая версия QR перед вами. Коды высоких версий обычно также нецелесообразно считывать вручную.
Размещение системной информации показано на рисунке:
Системная информация дублируется, что позволяет значительно понизить вероятность возникновения ошибок при детектировании кода и считывании. Системная информация – это 15 бит данных, среди которых первые 5 - это полезная информация, а остальные 10 – это BCH (15,5) код, который позволяет исправлять ошибки в системных данных. К классу BCH кодов относят и RS коды. Обратите внимание, что на рисунке две полоски по 15 бит не пересекаются.
Шаг 1. Чтение 5 бит системной информации
Как уже говорилось, интерес представляют только первые 5 бит. Из которых 2 бита показывают уровень коррекции ошибок, а остальные 3 бита показывают какая маска из доступных 8 применяется к данным. В рассматриваемых QR кодах системная информация содержит:
Шаг 2. Маска для системной информации
Кроме уже озвученных схем зашиты системной информации, в добавок, используется статическая маска, которая применяется к любой системной информации. Она имеет вид: 101010000010010 . Так как имеет интерес только первые 5 бит, то маску можно сократить и легко запомнить: 10101 (десять-сто один). После применения операции «исключающего или» (xor) получаем информацию. Возможные уровни коррекции ошибок:| L | 01 |
| M | 00 |
| Q | 11 |
| H | 10 |
| 000 | (i + j) mod 2 = 0 |
| 001 | i mod 2 = 0 |
| 010 | j mod 3 = 0 |
| 011 | (i + j) mod 3 = 0 |
| 100 | ((i div 2) + (j div 3)) mod 2 = 0 |
| 101 | (i j) mod 2 + (i j) mod 3 = 0 |
| 110 | ((i j) mod 2 + (i j) mod 3) mod 2 = 0 |
| 111 | ((i+j) mod 2 + (i j) mod 3) mod 2 = 0 |
Шаг 3. Чтение заголовка данных
Чтобы понять с какими данными предстоит иметь дело, необходимо изначально прочитать 4-х битный заголовок, который содержит в себе информацию о режиме. Специфика чтения данных изображена на картинке:
Список возможных режимов:
Шаг 4. Применение маски к заголовку
После извлечения 4-х бит, описывающих режим, необходимо к ним применить маску.В нашем случае для двух кодов используются разные маски. Маска определяется выражением, приведённым в таблице выше. Если данное выражение сводится к TRUE (верное) для бита с координатами (i,j) , то бит инвертируется, иначе всё остаётся без изменений. Начало координат в левом верхнем углу (0,0) . Взглянув на выражения, можно заметить в них закономерности. Для рассматриваемых QR кодов, маски будут выглядеть так:
Получим режимы:
Шаг 5. Чтение данных
После получения данных о режиме можно приступать к чтению информации. Надо оговорить, что наиболее интересно считывать числовые и буквенно-числовые данные, так как они легко интерпретируются. Но также не стоит бояться 8-битных. Это может быть также легко интерпретируемая информация. Например, многие онлайн генераторы QR текст кодируют в этом режиме, используя . Ещё одна причина, почему следует изначально прочитать режим это то, что от него зависит количество пакетов данных. Которая также зависит и от версии кода. Для версий с первой по девятую длины блоков для более читабельных режимов: Первый блок после указателя режима – это количество символов. Для числового режима количество закодировано в 10 следующих битах, а для 8-битного режима в 8 битах (прошу прощения за тавтологию).
На рисунке видно, что в левом QR коде, как и отмечалось, записана цифра 5. Это видно по указателю количества символов и последующим после него 4 битам. В числовом режиме наряду с 10-битными блоками используются 4-х битные блоки для экономии места, если в 10-битном объёме нет необходимости. В правом коде, зашифровано 4 символа. На данный момент неизвестно, что зашифровано в нём. Поэтому необходимо перейти к чтению следующего столбца для извлечения всех 4-х блок информации.
На рисунке видно, все 4 пакета представляют собой коды ASCII латинских букв, образующие слово «habr»
Естественно наилучшим способом остаётся достать телефон из кармана и, наведя камеру на QR-картинку, считать всю информацию. Однако в экстренных случаях может пригодиться и описанная методика. Конечно, в голове не удержишь все указатели режимов и типов масок, а также ASCII символы, но популярные комбинации запомнить (хотя бы те, что рассмотрены в статье) под силу.
Спецификация:
BS ISO/IEC 18004:2006. Information technology. Automatic identification and data capture techniques. QR Code 2005 bar code symbology specification. London: BSI. 2007. p. 126. ISBN 978-0-580-67368-9. P.S. Соблюдайте правила ресурса и условия Creative Commons Attribution 3.0 Unported (CC BY 3.0)QR-код – небольшое изображение, содержащее зашифрованную информацию для пользователя. Чаще всего является аналогом ненавязчивой рекламы, которую можно считать, сохранить в телефоне и всегда иметь под рукой. Видите маленькие абстрактные черно-белые квадраты на постерах, упаковках, сайтах или в объявлениях? Именно это и есть QR, пользоваться которым мы научимся ниже.
Код типа «quick response» может считать каждый. Информация, которую он заключает в себе, также различна. Это ссылки, слоганы, адреса и телефоны, названия компаний, географические координаты и прочее. В пользу данного типа шифрования говорит его компактность и «нейтральность», удобство в использовании за счет значительного распространения портативной техники. Практически любой современный смартфон может понять QR-код посредством встроенной или устанавливаемой программы. Самые популярные из них называются QR Droid Code Scanner (для Андроида), Kaywa reader или QuickMark (для операционной среды Symbian OS V9 или Windows Mobile), iMatrix для Mac-техники, BeeTagg для Блэкбэрри, Plam OS и простых телефонов на Java. “Nokia barcode reader” примечателен тем, что поддерживает управление с тачскрина и быстро справляется даже с нечеткими или поврежденными изображениями. Скачать программы для распознавания шифра проще всего на сайте разработчиков или в таких авторитетных онлайн-ресурсах, как “Магазин Windows “, “Google Play” , “App Store” . Это гарантирует безопасность пользователя и бесплатное получение ПО. Итак, выбираем программу, устанавливаем так, как указано на инструкции к ней, запускаем и находим нужный КьюАр-код. Далее наводим камеру на картинку, которая распознается автоматически или после сохранения снимка. Информация тут же обрабатывается избранным приложением и выводится на экран. Ссылки на сайты обычно открываются в браузере.
Как мы увидели, в пользовании QR нет ничего сложного. Это модно, удобно, предоставляет широкий простор для творчества и креативного использования современных технологий.
С той самой поры, как человечество доросло до письменной речи, для защиты сообщений используются коды и шифры. Греки и египтяне использовали шифры для защиты личной переписки. Собственно говоря, именно из этой славной традиции и произрастает современная традиция взлома кодов и шифров. Криптоанализ изучает коды и методы их взлома, и это занятие в современных реалиях может принести немало пользы. Если вы хотите этому научиться, то можно начать с изучения самых распространенных шифров и всего, что с ними связано. В общем, читайте эту статью!
Шаги
Расшифровка шифров замещения
- Слова из одной буквы в русском языке - это местоимения и предлоги (я, в, у, о, а). Чтобы найти их, придется внимательно изучить текст. Угадывайте, проверяйте, закрепляйте или пробуйте новые варианты - иного метода разгадки шифра нет.
- Вы должны научиться читать шифр. Взламывать его - это не столь важно. Учитесь выхватывать шаблоны и правила, лежащие в основе шифра, и тогда его взлом не будет представлять для вас принципиальной сложности.
-
Ищите наиболее часто употребляемые символы и буквы. К примеру, в английском языке такими являются “e”, “t” и “a”. Работая с шифром, используйте свое знание языка и структуры предложений, на основе чего делайте гипотезы и предположения. Да, на все 100% вы редко будете уверены, но разгадывание шифров - это игра, где от вас требуется делать догадки и исправлять собственные ошибки!
- Двойные символы и короткие слова ищите в первую очередь, старайтесь начать расшифровку именно с них. Легче, как никак, работать с двумя буквами, чем с 7-10.
-
Обращайте внимание на апострофы и символы вокруг. Если в тексте есть апострофы, то вам повезло! Так, в случае английского языка, использование апострофа означает, что после зашифрованы такие знаки, как s, t, d, m, ll или re. Соответственно, если после апострофа идут два одинаковых символа, то это наверняка L!
Попробуйте определить, какой у вас тип шифра. Если вы, разгадывая шифр, в определенный момент поймете, к какому из вышеописанных типов он относится, то вы его практически разгадали. Конечно, такое будет случаться не так уж и часто, но чем больше шифров вы разгадаете, тем проще вам будет потом.
- Цифровая замена и клавиатурные шифры в наши дни распространены более всего. Работая над шифром, первым делом проверяйте, не такого ли он типа.
Распознавание обычных шифров
-
Шифры замещения. Строго говоря, шифры замещения кодируют сообщение, замещая одни буквы другими, согласно заранее определенному алгоритму. Алгоритм - и есть ключ к разгадке шифра, если разгадать его, то и раскодировать сообщение проблемы не составит.
- Даже если в коде есть цифры, кириллица или латиница, иероглифы или необычные символы - пока используются одни и те же типы символов, то вы, вероятно, работаете именно с шифром замещения. Соответственно, вам надо изучить используемый алфавит и вывести из него правила замещения.
-
Квадратный шифр. Простейшее шифрование, используемое еще древними греками, работающее на основе использования таблицы цифр, каждая из которых соответствует какой-то букве и из которых впоследствии и составляются слова. Это действительно простой код, своего рода - основа основ. Если вам надо разгадать шифр в виде длинной строки цифр - вероятно, что пригодятся именно методы работы с квадратным шифром.
Шифр Цезаря. Цезарь умел не только делать три дела одновременно, он еще и понимал в шифровании. Цезарь создал хороший, простой, понятный и, в то же время, устойчивый ко взлому шифр, который в его честь и назвали. Шифр Цезаря - это первый шаг на пути к изучению сложных кодов и шифров. Суть шифра Цезаря в том, что все символы алфавита сдвигаются в одну сторону на определенное количество символов. Например, сдвиг на 3 символа влево будет менять А на Д, Б на Е и т.д.
Следите за клавиатурными шаблонами. На основе традиционной раскладки клавиатуры типа QWERTY в наше время создаются различные шифры, работающие по принципу смещения и замещения. Буквы смещаются влево, вправо, вверх и вниз на определенное количество символов, что и позволяет создать шифр. В случае таких шифров надо знать, в какую сторону были смещены символы.
- Так, меняя колонки на одну позицию вверх, “wikihow” превращается в “28i8y92”.
-
Полиалфавитные шифры. Простые замещающие шифры опираются на создание шифрующим своего рода алфавита для шифрования. Но уже в Средние века это стало слишком ненадежно, слишком просто для взлома. Тогда криптография сделала шаг вперед и стала сложнее, начав использовать для шифрования символы сразу нескольких алфавитов. Что и говорить, надежность шифрования сразу повысилась.
Что значит быть дешифровальщиком
Будьте терпеливы. Взломать шифр - это терпение, терпение и еще раз терпение. Ну и упорство, конечно же. Это медленная, кропотливая работа, сопряженная с большим количеством разочарования из-за частых ошибок и необходимости постоянно подбирать символы, слова, методы и т.д. Хороший дешифровальщик просто обязан быть терпеливым.
Начните с поиска слов из одной буквы. Большинство шифров на основе относительно простой замены легче всего взломать банальным перебором с подстановкой. Да, придется повозиться, но дальше будет только сложнее.
Для того чтобы считать QR-код, вам прежде всего понадобится мобильный телефон со встроенной фотокамерой. Однако только его недостаточно – необходимо, чтобы на устройстве был установлен QR reader – специальная программа, предназначенная для расшифровки двоичных кодов. Этих программ – огромное множество, и их выбор зависит от нескольких критериев. Прежде всего, необходимо ориентироваться на тип операционной системы, поддерживаемой Вашим устройством. На сегодняшний день декодирующие программы разработаны для большинства телефонных «операционок» – есть специальное обеспечение и для Mobile MAC OS X, и для Windows Mobile, и для Google Аndroid, а также для Symbian и BlackBerry; существуют и отдельные программы, приспособленные для компьютерных версий Apple, Linux и Windows.
Выбирая программу, способную производить считывание QR-кода, следует учитывать и модель мобильного устройства, на которое ее предстоит установить. Также имейте в виду, что «ридеры» могут различаться наличием дополнительных функций. Отдельное внимание следует обратить на то, поддерживает ли конкретная программа для расшифровки QR-кода Unicode – это бывает не всегда.
Когда программа установлена, можно осуществлять чтение QR-кода. Процесс этот не представляет сложности даже для того, кто делает это в первый раз – необходимо лишь соблюсти пошаговую инструкцию:
- Запустите программу, при помощи которой планируется распознать QR-код.
- Дождитесь активации фотокамеры вашего мобильного устройства.
- Наведите фотокамеру на QR-код. При этом соблюдайте одно из важных условий: если двоичный код небольшой, камера должна находиться на расстоянии 15 см от него.
- Отрегулируйте размер и четкость изображения на экране. Для этого используйте цифровой зум, которым оснащены все современные фотокамеры в мобильных устройствах. После регулировки изображения QR-код должен находиться по центру экрана и иметь четкие очертания.
- Ожидайте. Проанализировав QR-код, «ридер» самостоятельно выдаст вам информацию о его содержимом. Если этого не произошло, нажмите на кнопку Snapshot, чтобы произвести активацию сканера.
- Если ничего не изменилось, повторите попытку, при помощи зума поменяв расстояние до сканируемого QR-кода.
Для того чтобы успешно расшифровать QR-код, соблюдайте следующие правила:
- Следите за освещением.
- Обеспечьте максимальную неподвижность телефона во время расшифровки QR-кода – тряска способна воспрепятствовать процессу сканирования.
- Мобильное устройство должно находиться под прямым углом к одной из сторон QR-кода.
- Телефон необходимо держать на одной высоте с двоичным кодом.
Как только сканирование завершено, на экран устройства будет выведено предложение совершить какое-либо действие, зашифрованное в QR-коде – это может быть отправка sms или email, переход по ссылке, команда совершить звонок, сохранить контактные данные, опубликовать что-либо в социальной сети и т.п.
| Операционная система | Модели телефонов | Программы для распознавания | |
| Windows Mobile | Все современные модели HTC, Asus, Acer | ||
| Mobile Mac OS X | Модели: Apple iPhone, Apple iPhone 3G | ||
| Mobile Java | Все телефоны, поддерживающие Java | ||
| Android | Все современные модели Android | ||
 |
Symbian OS V9 | Модели: Nokia 3250, Nokia 5500, Sport Nokia E50, Nokia E5, Nokia E60, Nokia E61, Nokia E61i, Nokia E62, Nokia E65, Nokia E70, Nokia N71, Nokia N73, Nokia N75, Nokia N77, Nokia N80, Nokia N91, Nokia N91 8GB, Nokia N92, Nokia N93, Nokia N93i, Samsung SGH-i570 | |
Все чаще на упаковках, товарах и страницах в Интернете мы видим черно-белые квадраты, отдаленно напоминающие знакомые с детства штрих-коды, которые размешаются практически на всех упаковках. Это и есть видоизмененные штрих-коды, которые называются QR-код.
Как читать «квадратики»?
Для сканирования QR-кода ваше мобильное устр-во должно иметь камеру. Также на нем должно быть предустановлено специальное приложение, позволяющее считывать и распознавать QR-код.QR-код — что это за зверь?
QR-код — двухмерный штрих-код, содержащий определенную информацию. Аббревиатура QR означает «quick response», что в переводе с английского — «быстрый отклик».
Самое главное достоинство QR-кода, благодаря которому он получил широкое распространение, это легкое и быстрое распознавание сканирующим оборудованием. Это привело к активному использованию QR-кодов в различных сферах жизни человека: в производстве, торговле и даже туризме
Очень широко их используют владельцы мобильных устройств. После установки в аппарат , позволяющей распознавать код, пользователь получает возможность мгновенно выполнять ряд действий — заносить в телефон текстовую информацию, переходить по ссылкам, скачивать нужные приложения.
QR-код — взгляд в историю
На сегодняшний день наибольшее распространение QR-коды получили в Японии. Связано это с тем, что японцы прежде весьма активно использовали штрих-коды. Постепенно зашифрованного в коде объема информации стало не хватать.
Начались эксперименты с другими способами кодирования данных в графической картинке. В итоге в 1994 г. компания «Denso-Wave» (Япония) разработала QR-код. 10 лет назад в Японии QR-коды уже можно было увидеть на большом количестве товаров, упаковок и плакатов. Сегодня их размещают практически на всех товарах, в справочниках, буклетах. Быстрыми темпами развивается использование QR-кодов в Америке и Европе.
Как читать «квадратики»?
Для сканирования QR-кода ваше мобильное устройство должно иметь камеру. Также на нем должно быть установлено специальное приложение, позволяющее считывать и распознавать QR-код.
Для распознавания QR кода существует ряд программ. Для Android устройств наиболее популярной является Barcode Scanner. Телефоны с новыми версиями прошивок уже содержат ее. Если же у вас этого приложения нет, вы можете скачать его в Android Market.
Допустим, вы наткнулись в Интернете на интересующую вас программу, которую бы хотели установить на свое мобильное устройство. Если на странице рядом с программой размещен QR-код, вам не понадобится руками вбивать ссылку на нее в адресную строку браузера на мобильном устройстве. Достаточно открыть программу-распознавалку кода и поднести телефон к монитору. После считывания и распознавания кода вам будет предложено открыть браузер, чтобы скачать нужное вам приложение.
Можно ли самостоятельно создать QR-код?
Однако нередко возникают ситуации, когда на странице с нужной программой QR-код отсутствует. В этом случае помогут генераторы такого кода. У нас на сайте вы можете воспользоваться онлайн . С его помощью сгенерировать код весьма просто. Всего лишь заполните форму и нажмите кнопку «Генерировать». Все. Ваш QR-код готов.
