手撕二维码

https://zkfold.ing/qrcode

原文：https://qr.blinry.org/

译者：Kurt Pan

二维码剖析

这是你选择的二维码：

这个码的大小为29x29 modules (模块） (二维码中对像素的称呼)。二维码有不同的大小，称为 *versions (版本)*。最小的版本是21×21 模块，之后的每个版本，大小都会增加4。所以我们二维码的版本为3！以下是不同的部分：

查找器图案

它们在最一开始帮助扫描器识别二维码。

分割器

查找器图案周围有空行，阅读内容时跳过它们很重要。

对齐图案

帮助扫描器正确读取二维码的另外一个图案。

时序图案

两行始终交替出现的黑/白模块——帮助扫描器正确读取二维码的另一种方法。

格式信息

这决定了掩码图案和纠错级别。有一个垂直版本：

还有一个水平版本。注意，时序图案会中断这两条线！

这是所有区域的集合

未突出显示的均为实际内容！

其他区域

还有一个此处未显示的区域：静区，即二维码周围的白色边框。可以帮助扫描器识别二维码的开始和结束位置。

掩码图案

为了避免出现大块黑色或白色模块，二维码使用掩码。有八种不同的选项。这是指定掩码图案的地方：

黑色模块是 1，白色是 0。在这种情况下，掩码图案由二进制数 110 组成。对应于十进制数 6。

每种类型都有一个预定义的图案。你可以用以下故事更好地记住这些图案。

掩码图案的故事

瞧，你犯法了。很抱歉，但你的未来我只看到黑暗，你将入狱（going behand bars)：

但随后，事情开始出现，随着黑色像素从左向右移动，故事也徐徐展开。

那么，会发生什么呢？首先，你得到了陈词滥调的条纹监狱服。

但你还没有失去希望，彩虹可以帮助你保持斗志。

在你入狱一半时间时（对称码 和 ），你开始有了爱好：

当你一个人的时候，你会画画，例如M.C.埃舍尔的蜥蜴。

或者你用两只眼睛观看其他囚犯下棋。

但时间一拖再拖，你开始制定越狱计划：你将用斧头砍出一条路。

最后你成功逃脱了！这是你监狱时间的终点，所以你会得到一面方格旗。

而现在，一切都明亮幸福，就像一张鲜花壁纸！

我们的例子中，图案 是看起来像像黑白彩虹的一部分的那个！如果你在二维码的数据部分上重复此图案，你会得到以下结果：

对掩码中的每个黑色模块，翻转二维码中的模块！接下来的步骤将向你展示如何操作。我们准备了一本 DIY 手册，其中包含适用于所有掩码类型的预制备忘单！

你可以把它折成一本小册子，就像这样！

编码模式

让我们开始解码内容吧！首先，我们需要知道内容的编码。该信息始终显示在右下角。

但要记住！首先你得应用掩码！看看我们的备忘单，看如何操作。

我们把两个框异或在一起：

同样，每个图案都对应一种不同的编码模式：数字模式 字母数字模式 字节模式ECI(扩展信道解释)模式汉字模式

对于我们的二维码，编码模式是字节模式(4)，可以继续啦！

读取顺序

内容从右下角开始。你向上走，在两列之间曲折前进，然后在左边两列曲折向下。你总是跳过所有特殊区域！

字节

前四比特是编码模式。对于 ASCII 编码模式，接下来的八比特指定内容长度。之后，每八比特就是一个内容字节。

XOR

=

解码长度

这是（未掩码的）长度信息：

二进制： 00011100十进制：28该值是内容的总长度（以字节为单位）！

解码内容

终于，我们可以继续解码二维码的内容了！这是第一个（未掩码的）字节：

二进制：01101000十六进制：0x68这是对应的 ASCII 字符： h

这是第二个（未掩码的）字节：

二进制：01110100十六进制：0x74这是对应的 ASCII 字符： t

……如此继续！剩下的字节供你自己练习。当你读完之前长度字段指示的字符数后就可以停止。

你可以使用此表将十六进制数字转换为 ASCII 字符！如果你想，也可以尝试记住此表的部分内容：小写字母以 0x61 处的“a”开头，以 0x7A 处的“z”结尾。中间的你可以数一下。

纠错

那么剩下的都是内容了吗？不全是！还有纠错功能，用于确保即使某些部分损坏、模糊或丢失，二维码仍然可以读取。纠错功能是由一些奇特的数学生成的，我们不在这个手撕教程中关注这些。

这应该是你手撕简单二维码所需的一切。祝贺你！