QR кодты түсіну үшін алдымен кодтау, ақпаратты қысу, қателікті түзету сынды ұғымдардың қайдан шыққанын зерделеу керек. QR кодтың философиясы мен логикасы бұдан жүз жыл бұрын басталған.
Азбука Морзе – алғашқы қысқартылған тіл
XIX ғасырдың ортасында американдық суретші Самуэль Морзе әйелі босанған кезде үйіне жете алмай, қайғылы оқиғадан соң байланыс құралын іздейді. Ол электрлік сигнал арқылы хабар жеткізу жүйесін ойлап тауып, «нүкте мен сызыққа» негізделген Морзе әліппесін жасайды. Бұл – бірінші рет ақпаратты қысқартылған түрде, машиналық оқуға ыңғайлы етіп кодтау әрекеті болды.
Штрих-кодтың туылуы – тауарды тану мәселесі
1940–1950 жылдары АҚШ-та супермаркеттер көбейген сайын кассирлердің тауарды қолмен енгізуі баяу әрі қателігі көп болатын. Осы кезде Норман Вудланд жағажайда серуендеп жүріп, Морзе кодының нүктелері мен сызықтарын тік сызыққа айналдырып жазады – осылайша бір өлшемді штрих-код дүниеге келеді.
Стандартты штрих-код тек 12 цифрды сақтай алады және бағыттың (төменнен жоғары, солдан оңға) бұзылуы сканерлеуге кедергі жасайды. Бұл мәселе жаңа форма қажет екенін көрсетті.
QR код — "Quick Response" (жедел жауап) деген сөз тіркесінің қысқартылған формасы. Оны 1994 жылы жапон инженері Масахиро Хара ойлап тапты. Ол өнеркәсіптегі бөлшектерді дәл әрі жылдам сканерлеу үшін қолайлы жүйе жасағысы келді.
Қарапайым көрінетін күрделі құрылым
QR код – бұл жай ғана қара-ақ шаршылардан тұратын пиксель емес. Оның ішінде нақты геометриялық құрылым, ақпараттың орналасу тәртібі, қорғаныс алгоритмдері бар.
QR код неден тұрады?
Іздеу үлгілері (Finder patterns) – үш үлкен шаршы (үшеуі бұрыштарда) кодтың бағытын анықтайды.
Үйлестіру үлгісі (Alignment pattern) – код қисық сканерленсе де, мәліметті тануға көмектеседі.
Синхрондау сызықтары (Timing patterns) – ұяшықтар арасында байланыс орнатады.
Маска қабаты (Masking) – бір түсті қатарларды бұзып, кодтың «шашыраңқы» болуын қамтамасыз етеді.
Мәлімет пен қателікті түзету биттері – ақпарат пен оны қалпына келтіруді қамтамасыз етеді.
Формат коды – қандай дерек түрі екені мен қателікке төзімділік деңгейін көрсетеді.
Версия коды – QR код өлшемі (21x21-ден 177x177 модульге дейін) туралы мәлімет.
Ақпарат қалай жазылады?
Ақпарат (мысалы, сайт сілтемесі) алдымен байттарға (ASCII) бөлінеді, кейін екілік жүйеге (0 мен 1) аударылады. Бұл биттер QR код ішіне зигзаг тәртібімен толтырылады – оң жақ төменнен сол жақ жоғары бағытта. Бұл құрылым Reed–Solomon алгоритмімен қорғалған: QR кодтың 30%-ы бүлінсе де, мәлімет қалпына келеді.
Қателікті түзету – Рид пен Соломон алгоритмі
1960 жылы Ирвин Рид пен Густав Соломон ақпарат тасымалдаудағы бұзылуды жөндейтін полиномиальдық түзету алгоритмін ұсынады. Бұл әдіс бүгінде CD/DVD дискілерінде, космос байланысында және QR кодтарда қолданылады. Ол сигналдың дұрыстығын тексеріп, бұзылған биттерді логикалық жолмен қалпына келтіреді.
Әлемдік қолданыс және әлеуметтік рөлі
Бүгінде QR кодтар мыналарға кеңінен қолданылады:
Сауда мен төлем: Kaspi QR, Alipay, Paytm жүйелері
Көлік пен логистика: билеттер, бақылау жүйелері
Медицина: вакцинация сертификаттары, денсаулық паспорттары
Маркетинг: тауар туралы интерактивті ақпарат
Білім: оқу материалдарына сілтеме
2020 жылы COVID-19 пандемиясы QR кодты жаңа деңгейге көтерді: контактсыз мәзірлер, цифрлық кіру жүйелері, денсаулық кодтары сияқты шешімдер күнделікті өмірге енді.
Қауіпсіздік мәселелері
Алайда QR кодтың ашықтығы оның әлсіз тұсы: кез келген адам QR код жасай алады, яғни фишинг шабуылдары, жалған сілтемелер жиілеп кетті. Жапония 2007 жылдан бері шифрланған QR код жүйесін пайдаланады. Сонымен қатар, электрондық аутентификация енгізу жоспарда бар.
QR кодтың болашағы
Масахиро Хара болашақта QR кодтарда мына мүмкіндіктер іске асады дейді:
Сурет немесе рентгенді шифрлап көрсету
Жер сілкінісі кезінде байланыссыз дерек беру
3D QR кодтар
Бір кодпен бірнеше деңгейдегі ақпарат беру
Бірінші версия QR кодтың мүмкін комбинациясы – 2¹⁵², яғни бұл бүкіл ғаламшардағы шахмат партияларынан 10 есе көп. Бұл — QR код мүмкіндігінің әлі толық ашылмағанын көрсетеді.
QR код — адамзаттың ақпаратты шапшаң, нақты әрі сенімді жеткізуге деген инженерлік жауабы. Оның артында физика, математика, кодтау теориясы, графика мен логика жатыр. Бір қарағанда қарапайым көрінетін бұл пиксельдер жиынтығы – қазіргі өркениеттің жаңа тіліне айналды.
QR кодқа енді басқаша қарайтын боласыз: бұл – уақыт пен кеңістікте ақпаратты сақтау, қорғау және жеткізудің керемет формасы.