全球每天消耗上百亿个二维码,一旦用完了怎么办?

不要你担心的,这玩意取之不尽用之不竭,就算有一定数量限制也不用担心,根据二维码生成规律,从现在开始计算,每人每天使用用100个二维码,至少足够100亿人口用1000年。何况现在地球上才70亿人口,用二维码的最多30亿。还有好多人好多地方还没有二维码.所以我们接下来好几代人都用不完呢。




全球每天消耗上百亿个二维码,一旦用完了怎么办?

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!




如今,二维码已经成为我们日常生活中必不可少的一部分。 这个结果或许二维码的发明者当初都没想到。二维码的出现和使用,已经完全颠覆了我们的生活。现在,如果离开了二维码,许多事情都无法进行下去,甚至严重情况下会让人寸步难行。因为现在无论是吃饭、逛超市、乘车、购物、交友、出行、收付款等等都要用到二维码。总之,二维码已经完全渗透到人们日常生活中的方方面面,如果离开了二维码,世界将会乱成一团。

二维码应用范围之广,使用频率之高,使用数量之大,都是前所未有的。据统计,在新冠病毒流行期间,光是微信一个APP就使用了1600亿个二维码。目前全世界一天就要消耗掉100多亿个二维码。

如此巨大的使用量,二维码能撑得住吗?有很多人都在担心, 二维码是不是总有一天会被用完,如果二维码用完之后,我们怎么办,是不是会有更好的替代方案?这一系列问题,细想起来还真的有点吓人。如果没有二维码了,又要让我天天带那么多现金出门,我太难了!

那么二维码真的有可能被用完吗?如果出现这种情况我们将怎么办?在回答这些问题之前,我们先来简单了解一下二维码。


什么是二维码

要了解二维码,就得先提一下“一维码”。所谓“一维码”就是指我们在各种商品外包装上看到的条形码。条形码最早出现于上世纪60年代,其发明人为诺曼・约瑟夫・伍德兰德。条形码的出现,从根本上改变了全球的商业活动模式,它大大提高了商品的流通、仓储、配送、零售等环节的工作效率,使得大型超市的出现成为了可能,并且极大地促进了商业领域的发展,给消费者提供了更好的购物体验,大大节省了购物时间。

经过了几十年的高速发展,人们逐渐发现条形码已经不能完全满足需求,而且它的缺点也是越来越明显。比如条形码的数据容量较小只有30 个字符左右,它只能包含字母和数字,而且条形码的尺寸相对较大,条形码遭到损坏后便不能阅读等等。所有这些缺点,让人们感觉寻找一种能替代条形码的全新方法非常迫切。

当时,世界上很多公司和科研机构都在为寻找条形码的替代方案而努力。这其中,来自日本电装株式会社旗下名为Denso Wave的子公司也参与其中,这是一家主要给丰田汽车供应零配件的公司。这家公司的职员腾弘原带领一个团队,专门负责攻克跳出传统的条形码,如何在零件标签上存储更多的产品信息的难题。 腾弘原团队经过两年的研究,终于在1994年时成功地将一维码(条形码)升级成二维码,信息储量由此一下增加了250倍!

最初的二维码由不同颜色的色块承担不同的记录功能,大幅提高了信息容量。之前使用的条形码只能存储20个日文字符,很难满足存储大量信息的需要。而新的二维码可以存储5000个日文字符,足够将好几页说明书浓缩在零件标签页上。由此诞生了我们今天常见的黑白二维码。由于腾弘原和 Denso Wave公司放弃了二维码专利权,所以现在二维码才得以在世界范围内广泛应用,并且发展神速。


二维码的基本原理

从外表上看,二维码就是一个由黑白小方块组成的矩阵,实际上它其实就是将需要存储或者表达的信息采用黑白小方块填入一个大方块里的形式外化出来。

之后,人们通过专门的二维码读取和识别技术及设备,读取其中存储的信息。目前用得最多最广泛的就是手机,通过手机扫描二维码然后读取这些被填入的信息,再将这些信息转化成机器或人类看得懂的文字、符号、链接等。

同计算机一样,二维码中也是使用二进制算法。二维码中白色的小方块代表0,而黑色的小方块代表1,把它们拼凑在一起就变成了一个0/1自由组合的图形。这样的组合是计算机们非常喜欢的,也是计算机们非常熟悉的信息。

而二维码中存储的那些信息,是人们提前通过二维码的不同组合方式编辑过的。当机器识别出二维码不同的排列方式之后,它就会把每个不同的排列方式对所应的信息进行解读,然后根据需要,转换成机器或者人们可以识别的信息。

当然,为了保证二维码能别正确地识别和解读,还采用了很多技术措施,这里面涉及到许多专业知识。作为普通人我们不需要了解那么多,只要大体上知道二维码的基本原理就行了,那些专业的事情就交给专业的人士去处理吧。


二维码究竟会不会被用完?如果用完了,会不会有相应的替代方案?

如果单从二维码的数量上来说,它是会被用完的。因为从目前来看,二维码的数量是有一定限度的。从理论上来说,在数量不变的情况下,只要有足够的消耗速度和足够的消耗时间,那么肯定会将二维码消耗完的!

但是,这只是理论上存在这种可能,从实际使用上来看,人类是不可能把二维码用完的。因为即使二维码的数量是有限的,但是这个“有限的”二维码数量对人类来说,仍然是一个相当庞大的数量!庞大到什么程度呢?从目前来看,二维码的数量已经超过了宇宙的原子总数!下面给大家算一算这个账,就能更直观地了解二维码的数量多少了。

目前我们到底能生成多个可用的二维码?

以下的内容可能会比较抽象和专业,甚至有些内容不太好理解。所以建议大家只需要“知其然”,而没有必要“知其所以然”,看个结论就行了。对于专业人士,也请不必挑刺,毕竟我也是外行,我尽自己所能理解的程度进行叙述。

到目前为止,二维码的正式版本已经有40个,即从V1-V40。不同的版本对应着不同的矩阵,不同的矩阵对应着不同的二维码数量。版本1对应的矩阵为最小值,它是21*21的矩阵。而版本40对应的矩阵为最大值,它是177*177的矩阵。

现在就来看看某个版本的二维码矩阵能生成多少二维码。我们以微信支付使用的25*25矩阵来计算一下。

对于25*25矩阵,它每行有25个方块,共25行,在去除矩阵中那些用于定位、冗余纠错等的方块之后,还剩下478个方块。由于每个方块可以有黑白两种选择,所以478个小方块总共可以组成2^478(2的478次方)个二维码。换句话说,光是25*25这个矩阵所能产生的二维码,就已经和整个宇宙中总原子数量10^80(10的80次方)差不多了。这么多的二维码,人类要用多少年才能用得完?如果计算一下,其结果又是一个天文数字,而且这还仅仅只是25*25的矩阵。


目前所有的二维码能用多久?

其实答案已经非常明确了。不要说目前40个版本的二维码了,就是一个25*25矩阵所能产生的二维码,要想用完它也是不可能的。上面已经计算过了,这个矩阵所能产生的二维码总数为2^478。我们就按提问者所说的,假设全世界每天消耗100亿个二维码,那么用完2^478个二维码需要多长时间呢?简单计算一下,这个数字就是2^478/100亿,结果大约是7.806×10^133天。什么意思呢?也就是即使现在存在的这个宇宙灭亡了,全世界的人也不能可能用完25*25矩阵所能产生的二维码。

当然,也许有人会说,二维码的使用量每天都在增加,而地球上的人口同样也在增加,所以二维码也许可以被用完。同样不可能!我们上面举的例子只是一个版本,然而现在的二维码已经开发了40个版本,如果有需要,还可以继续开发更多版本!所以,只管放心去扫二维码吧,人类根本不可能把二维码用完的。

这下大家应该都明白了吧。从理论上说,二维码的数量是“有限的”,如果人类的历史可以“无限长”的话,是可能用完二维码的。但实际上是不可能的,二维码这个“有限的”数量也实在是太大了,人类根本不可能得完。


假设二维码会被用完,那么人们有没有替代方案呢?

虽然这个问题其实已经没有回答的必要,不过为了满足一下大家的好奇心,我还是再回答一下吧。

说实话,真正的替代方案是没有的,因为根本没有必要。但是有些专业人士对此提出了一些有意思的设想,比如现在的二维码只是“二维”的,而且只有黑白两色。如果需要,我们可以把它变“三维码“、“四维码”甚至“五维码”。颜色也可以从现在的两种,变为三种、四种、五种等等。想想看,到时候你还想把这些“三维码”、“四维码”用完吗?

其实,最简单的办法就是,按照二维码取代条形码的发展规律,也许用不了几十年时间,人类又会开发出一种全新的存储识别方式,到那时二维码这种平面识别方式就被淘汰掉了,剩下的那些二维码,就让它们永远保存在人类文明进步的历史长河中吧。


最后说一下,这个问题其实过于专业,因此可能我的回答难免会存在错误或不恰当之处,还请各位朋友包涵。那些看上去非常大的数据,其实对我们日常生活来说根本没有意义,大家只要理解它们所代表的意思就行了。至于二维码的事情,大可不必操心,只管放心地刷,毕竟即使把二维码刷完了,我们还会有“三维码”、“四维码”可以用不是。

(图源网络,侵权删除)




二维码最初由日本的一个程序员所发明,跟传统的条形码相比,二维码相当于是二维化的条形码,二维码的数量是有限的,有人说全球每天消耗上百亿个二维码,那么二维码会有用完的一天吗?

二维码的出现极大地方便了人们的生活,别的不说,光就我们每一天使用的二维码支付,就大大提高了购物的速率。而我们每天使用的二维码,每隔一段时间都是会不停地变化的,随机进行黑白组合。仔细看二维码你可以发现,在二维码中有三个比较大的点,而这三个点是用来定位的,不论你是正面扫描还是倾斜扫描,或者旋转180°扫描,都可以扫描出二维码来。

二维码最初是彩色的,后来为了提升效率,改进成了黑白色,二维码采用特定的几何图形,将黑白相间的图形有规律地分布在二维平面内,其中白色的块代表数字“0”,黑色的块代表数字“1”,这是为了便于计算机的识别。二维码上有不同的区域,每一个区域标志着不同的信息。二维码的组合方式虽然有限,但是这也是一个天文数字,根本不用担心某一天它会被用完。

二维码的组合数量跟二维码自身的像素密集点有关,简而言之,像素越高,那么二维码的组合数量就会越多。目前的二维码中,最大的二维码格式是V40,拥有177×177个像素点,那么这么多的像素点,能够形成的所有二维码的数目是多少呢?这是一个很容易计算的问题,也就是2^(177×177)个,差不多是10的10000次方,这还只是V40格式的二维码组合数量,如果算上V1到V39的,恐怕还要多上不少。

所以说,即使地球上每天消耗上百亿个二维码,那么等到二维码用完,恐怕到宇宙灭亡的那一天都不可能,更不用说了,二维码的像素密集点还可以进一步扩展,而一旦进一步扩展的话,数量又是呈几何爆炸式增长。所以结论是,二维码虽然数量有限,但是根本就是用不完的,二维码有广泛的用途,它已经成为了生活必不可少的一部分,二维码的容量巨大,不用担心哪天被用完或者是不够用。




    二维码是有限的,但是用不完。


    二维码的数量

    做个计算题。目前,最大的二维码格式是V40,177*177个像素,有2^(177*177)这么多组合,大约是10的10000次方不同信息组合,算上V1~V39格式的二维码,那么二维码最多有10的12000次方。


    与银河系相比:银河系的总质量是10^41千克,那么所有的二维码都用上,全银河系的每千克物质,可以包含10^900个二维码。


    与地球相比:地球的总体积是10^12立方千米,也就是10^29立方厘米,一立方厘米相当于一块橡皮那么大,所有的二维码都用上,那么地球每一立方厘米有10^800个不同的二维码。


    结论,二维码数量有限,但是根本用不完。

    科普二维码

    二维码是在1994年,一家日本的公司发明的,最开始是彩色的,用户追踪旗下公司零部件的维修情况,后来为了提升效率,改进成黑白色。


    二维码采用特定的几何图形,将黑白相见的图形有规律的分布在二维反向上,其中白块表示“0”,黑块表示“1”,便于计算机识别。


    在二维码上有不同的区域,标识不同的信息,比如对齐模式、定时模式、安静区域、版本信息、数据单元等。


    总之,二维码有广泛的用途,可以用来记录信息和传递信息,并且具有唯一性,常见的用途有手机支付、信息获取、网站跳转、防伪溯源、会员管理等,二维码应用到了人们的方方面面,成为生活中不可获取的一部分。二维码的容量巨大,不用担心哪天被用完或者不够用。

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页面更新:2024-05-25

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