生成与扫描二维码：把该知道的事搞清楚

这个方块里到底有什么

二维码符号是由模块组成的网格，也就是构成图像的黑白小方格。三个角上的大同心方块是定位图形，它们的存在是为了让解码器从任意角度找到符号并判断出旋转方向。两个定位图形之间那条黑白相间的窄线是定时图形，用来告诉解码器模块的间距。较大的符号还会加入较小的校正图形，让解码器在斜拍或曲面印刷造成透视畸变时能够纠正回来。

符号尺寸称为版本，编号 1 到 40。版本 1 是 21 × 21 个模块，之后每升一个版本每边增加 4 个模块，所以版本 N 是 17 + 4N，版本 40 是 177 × 177。最后一个结构要素其实不属于符号本身：静区，也就是四周至少 4 个模块宽的背景色留白。省掉它，是一个技术上完美的码却扫不出来的最常见原因 —— 解码器找不到符号的边界。

编码模式决定能装多少

二维码有四种数据模式，每种的打包密度不同。数字模式用 10 位编码 3 个数字。字符数字模式用 11 位编码 2 个字符，但它的字符集只有 45 个：数字、大写 A 到 Z、空格，以及 $ % * + - . / 和冒号这八个符号。字节模式每字节占 8 位、什么都能装，UTF-8 通过 ECI 标识声明。汉字模式把一个 Shift-JIS 字符压进 13 位。

实际后果是：同样的信息，写法不同，需要的符号大小可能明显不一样。含小写字母的 URL 只能走字节模式；同一个 URL 全部大写后可以使用字符数字模式，可能落到更小的版本上 —— 在印刷尺寸固定的前提下，这意味着模块更大、扫描容错更好。这么做之所以成立，是因为 URL 的协议和主机部分大小写不敏感；但路径不是，把服务器区分大小写的路径改成大写，结果会是一个扫得很顺畅然后返回 404 的码。

链接：https://example.com/promo          （25 个字符）

字节模式，纠错等级 L
  需要 25 字节
  版本 1 可装 17 字节  -> 装不下
  版本 2 可装 32 字节  -> 装得下
  => 版本 2，25 × 25 模块

改成大写：HTTPS://EXAMPLE.COM/PROMO    （25 个字符）

字符数字模式，纠错等级 L
  需要 25 个字符
  版本 1 可装 25 个字符 -> 刚好装下
  => 版本 1，21 × 21 模块

目标完全相同，模块数从 625 降到 441。印成同样的物理宽度，
每个模块大约宽 19%，而这正是决定手机能不能在一臂距离读出来的因素。

注意：协议和主机大小写不敏感，路径不是。
在多数服务器上，/PROMO 和 /promo 是两个不同的路径。

纠错是权衡，不是拉满的开关

二维码使用 Reed-Solomon 纠错，等级决定了符号中有多大比例的码字可以损坏而数据仍能恢复。共有四个等级，习惯上按大约 7%、15%、25%、30% 的恢复能力来记。这份冗余不是白给的：纠错码字占用的是同一个符号，所以提高等级要么减少可承载的数据量，要么把版本顶上去。

「永远选 H」的直觉通常是错的。在物理尺寸固定时，版本 40 的 H 级符号比版本 10 的 M 级符号模块数多得多，而每个模块也小得多。超过某个点，你是在用「抗损坏能力」换「模块小到手机摄像头分辨不出来」，码反而更难扫。印刷和包装的合理默认值是 M，只有在有具体理由时才往上调。

最站得住脚的理由是叠加 Logo。在码中央放图形，等于有意破坏一部分模块，H 级的存在就是为了吸收这部分损失。要把被遮挡的面积控制在等级预算之内 —— Logo 覆盖超过符号面积约五分之一，就是在给自己埋间歇性故障 —— 并且绝不能压住定位图形、校正图形或定时线，因为解码器定位不到的符号，再高的纠错也救不回来。

容量数字取自字节模式。可以看到同一尺寸的符号随着冗余上升，能装的数据逐级减少。

按阅读距离决定尺寸

可靠的经验法则是十比一：符号的印刷宽度至少要达到扫描距离的十分之一。半米处扫的码，大约要 5 厘米宽；三米外看的海报，大约要 30 厘米。请从阅读距离倒推尺寸，而不是从版面上恰好剩下多少空间来定。

然后核算这个比例对应的模块尺寸。用印刷宽度除以该版本的模块数：版本 2 的符号印成 5 厘米，一行 25 个模块，每个模块 2 毫米，很从容。同样是 5 厘米，版本 20 就是一行 97 个模块、每个模块约 0.5 毫米，这已经在普通印刷和普通手机摄像头的能力边缘。如果算出来偏小，就减少数据量或加大印刷尺寸，不要用纠错等级去补。

• 静区：四周都要留至少 4 个模块宽的干净背景，每一次都要。
• 一定要按最终尺寸、最终材料印出成品，再用至少两种机型实测，而不是看屏幕上的预览。

扫不出来的常见原因

现场失败的原因集中在少数几类，只要知道该看什么就很好定位。如果屏幕上能扫、印出来不能扫，问题在物理层面：模块尺寸、对比度、油墨扩散或承印材料。如果到处都扫不出来、包括屏幕上，问题就在符号本身或载荷里。

• 没有静区，或者边框、色块直接贴住符号边缘 —— 最常见的一个原因。
• 相对阅读距离而言模块太小，或者版本远大于内容实际需要。
• 对比度不足、反色配色，或者符号上压了渐变。
• Logo 压住了定位图形、校正图形或定时线。
• 图片被拉伸、不是正方形：符号必须保持 1:1 的宽高比。

二维码就是一个不透明的链接

这一节值得比通常更多的重视。二维码不携带任何认证信息，也不携带任何来源证明。任何人都可以生成指向任何目标的码，图像本身也不会透露是谁做的、通向哪里。扫一个码，完全等同于点一个你看不到文字的链接 —— 而且还多了两重问题：做出「打开」这个决定的是手机，通常在匆忙之中，并且往往不在保护办公电脑的那层过滤之内。

由此而来的攻击手法直接而常见：在停车计时器、餐厅桌面、包裹、公告栏上原本合法的印刷码上贴一张贴纸。周围的场景看起来是真的，因为它本来就是真的，被替换的只有那个码。同样的手法也出现在邮件里 —— 用一个码把目标从受监控的桌面设备转移到不受管理的个人手机上。物理篡改是可以直接检查的：印刷码上多出来的一层贴纸、贴在与周围材质不一致的单独标签上的码，或者角度和周围一切都对不齐的码。

有效的防御手段都不起眼但很管用。让相机 App 先显示目标地址，看清域名再决定是否打开，注意看可注册的那一级域名，而不是 URL 里别处出现的字眼。对二维码里的短链要格外警惕，因为它把目标藏了两层。凡是通过扫描来路不明的码进入的页面，不要输入账号密码、支付信息或一次性验证码 —— 改用你本来就知道的地址手动打开站点。还要记住码能编码的不只是网址：Wi-Fi 凭据、联系人记录、电话号码和支付载荷，都可能替你预填一个你并不想执行的动作。

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