二维码（2-dimensional bar code)又称二维条码，是一种采用特定几何图形，以黑白相间的方式分布在二维方向上，用于记录数据信息。这些信息可以通过图像输入设备或光电扫描设备读取。二维码的编码巧妙地利用了计算机的“0”和“1”比特流概念，通过几何形体表示文字数值信息，利用图像输入设备或光电扫描设备进行自动识别，实现信息的自动处理。二维码具有高编码密度和广泛的编码范围，其制作成本低，具有强大的容错能力和高度可靠的译码性能。在分类方面，可以从不同的角度来划分。例如，根据编码原理来分类，二维码可以分为堆叠式和矩阵式两种。而从业务形态的角度来看，二维码又可以被划分为主读类和被读类。

二维码技术最早在美国诞生，它的研究起始于20世纪80年代末。日本是最早将二维码应用在手机上的国家，1994年日本的日本电装公司公司研发出了QR Code，是一种被广泛使用的矩阵式二维码。

二维码同一维条码一样具有不同的码制标准，每种码制都有特定的编码规则和字符，每个字符占有一定的宽度，且具有一定的校验功能，同时还能够对不同行的信息进行自动识别、旋转处理等操作。常用的二维码码制有数据 Matrix、MaxiCode、AztecCode、QR Code、Vericode、pdf417、Ultracode、Code 49、Code 16K等。二维码技术大大降低了对计算机网络和数据库的依赖，依靠条码标签本身就可以起到数据信息的储存和通信作用，随着计算机通信硬件设备技术发展成熟之后，二维码可以提供更多的服务来满足使用者需求，同时也带动身份识别、物流运输行业、生产制造业、 移动商务等相关行业的发展与变革。

条形码诞生于1949年，直到1974年，才出现了合适使用的激光铺射技术。由于信息容量限制，一维码主要用于物品标识，方便自动扫描设备识读，但一维码本身并不包含产品的描述性信息。因此，在没有预先建立商品数据库或不便联网的地方，一维码表示汉字和图像信息几乎是不可能的，即使可以表示，也显得十分不便且效率很低。随着现代高新技术的发展，迫切需要用条码在有限的几何空间内表示更多的信息，以满足千变万化的信息表示的需要。

对二维码技术的研究始于20世纪80年代末，自二维码技术从美国诞生之后，二维码就得到了世界上许多国家的关注。1987年David Allair博士研制、intermec公司推出的第一个二维码——Code 49。1991年，Symbol公司推出了PDF417条码并将其作为公开的系统标准技术，在1994年PDF417条码被选定为国际自动识别制造商协会（AIM）标准。

1994年日本的日本电装公司公司研发出了QR Code，是一种被广泛使用的矩阵式二维码，这项技术首先在日本的汽车工业中流行开来，利用它来跟踪库存。日本还是最早将二维码应用在手机上的国家，在21世纪初，日本消费者开始购买能够读取二维码的手机，而市场营销人员开始利用这些功能来推广网站和产品。

1993年，中国开始对二维码技术的研究。经过20多年的发展，中国自主研发的二维码在技术水平上已赶上世界标准，同时还具有抗污损、抗畸变、低成本等优点。

2011 年起，徐蔚博士先后在中国、美国、日本和欧盟等地申请“采用条形码图像进行通信的方法、装置和移动终端”专利，并成功拿下专利授权，是法律意义上的“二维码扫一扫”的全球专利发明人。

2012年，腾讯公司CEO马化腾在中国互联网大会上发表演讲，提出了一个称为“扫一扫”的新名词，表示要从微信开始强化扫描二维码的功能。微信用户的滚雪球式增长和微信“扫一扫”功能的广泛普及，为二维码的相关研发和应用提供了沃土。其他国家也看到了二维码的潜力，2016年，万事达卡公司在非洲推出了二维码系统，这个系统已经吸引了10万名尼日利亚商人。2017年2月，印度政府也推出了印度版“二维码”，这是印度政府为刺激激无现金社会所做的最新努力。

截至到2019年，中国已成为全球二维码的应用大国，占据了全球90%以上市场，超过了欧、美、日、韩等国家。不仅商品上有二维码，生活中也随处可见：扫码办政务，移动支付，智慧交通，营销互动，产品追溯，只要扫一扫就可以随时随地，满足不同用户的多样化需求。

在全球范围内，二维码行业正迅速发展，技术逐渐成熟，应用领域不断扩展。这种发展趋势在高校信息化建设中也得到体现，二维码在多个领域的各个方面进行探索和应用。在高校管理方面，巴思大学的图书馆，在目录检索系统中每本书或期刊都有一个QR二维码。通过扫码，读者可以在手机上保存该书的题名、作者、索书号以及书架号等准确的存放位置。在教学方面，学者们在二维码技术用于手机终端的远程教学上进行了探讨，移动技术及数字化学习的广泛应用推动了移动学习的发展。在医疗方面，腾讯控股推出的电子健康卡，通过二维码可以链入各种AI医疗服务。在农业方面，腾讯公司提供的“安心码”，可以通过二维码技术记录商品每个流通环节数据的同时，再通过区块链技术保证数据的安全性，农产品也能借此在消费者心中建立品牌认同。

二维码是采用某种特定的几何图形，按一定规则在二维方向平面分布的黑白相间的图形记录符号信息，在代码编制上灵活的运用构成计算机内部逻辑基础的“0”“1”比特流的概念，运用若干个与二进制相对应的几何形体来表达文字信息，采用图像输入设备或光电扫描设备自动识读以此来实现信息自动处理。

二维码与一维条形码不同的是，一维条形码只在宽度上面记录二进制数据，而长度上并没有写入数据；而二维码在长度和宽度上均可以写入二进制数据，因此二维码的数据容量比一维条形码更大。另外，一维条形码不具备容错机制和定位点，在部分条形码被损坏的情况下，一维条形码不能还原出数据，具备容错机制的二维条形码可以完整地还原出其中的数据。

二维码的编码范围非常广，可以把图片、声音、文字、签字、指纹等数字化的信息进行编码，用条码表示出来，可以表示多种语言文字，也可表示图像数据。

二维条码对物品的描述，是通过一定的数据信息转化方法。将描述物品的数字、字母，符号，文字、图像等信息转化为数据码字流，然后用二维条码表示来实现，对不同的数据信息。每一码制提供了相应的数据压缩模式来实现数据信息的转换，其主要的数据压缩模式包括：数字压缩模式，文本压缩模式（字母压缩模式）、字节压缩模式。数字压缩模式主要用于对数字信息的表示；文本压缩模式（字母压缩模式）主要用于对 ASC1字符集及 ASCI扩展字符集中字符信息的表示，也可用于对数字信息0~9的表示。但会降低表示效率；字节压缩模式主要用于对文字信息，如汉字、围像信息的表示，也能用于表示数字、字母信息，但会大大降低表示效率，不同码制表示信息的范围及方法各有特色。

早期开发的Code 49、Code 16K等二维码虽然能表示大量的数据信息，但由于条高的截短，使二维码因质量问题出现不可识读的概率大大增加，限制了二维码的使用。为了解决这个问题，拓宽二维码的应用，后来研制的二维码PDF417、Data Matrix、QR Code等都采用了 Reed-Solomon纠错技术，为二维码在各领城的广泛使用奠定了基础。

二维码的纠错功能是通过将信息重复存储表示来实现的，这部分重复的内容称为冗余数据。这样，即使当条形码的某部分遭到损坏或被遮挡，也可以通过冗余数据信息还原出来。容错率即纠正错误的能力，它表示一种产品即使出现小范围的错误也要尽可能正常工作，是用来衡量二维码纠错能力的参数，不同的纠错等级对应了不同的容错率，其容错率最高可达30％。

二维码加密可以防止各种证件、卡片等的伪造。用二维码表示照片时，可以先用一定的加密算法将图像信息加密，然后再用二维码表示。在识别二维码时，再加以一定的解密算法，就可以恢复所表示的照片。

加密二维码经过手机识别后，是一串加密的字符串。该字符串是需要对应机构的专门的解码软件才可解析出信息，而普通的手机二维码解码软件是无法解析出具体信息的。将一些不便公开的信息，经过二维码加密后，便于明文传播，也做到了防伪，可以预测该应用对于车票类、证件类的应用最为有益。

静态二维码不会失效，可持续使用，但生成之后无法更改。同时，静态二维码在后台没有详细的扫描数据，无法追踪扫描的时间、地点、设备等信息。用户自定义二维码也属于静态二维码，用户输入的每个字符都对应二维码图案的一部分，所以一旦改变内容，二维码图案也会跟着改变。

动态二维码是通过获取URL自动生成的码，处理后包含回调信息。相对于静态码，动态二维码具有失效时间。最显著的特点是生成后可以随时更改二维码背后的各种信息，而无需重新打印或生成。这使得动态二维码可以自动更新，再次扫描即可获取新的内容。此外，每个生成的动态二维码都可以在后台查看详细而实时的扫描数据。

堆叠式（又称行排式、堆积式或层排式）二维码，其编码原理是建立在一维码编码基础之上的，可按需要堆积成两行或多行。它在编码设计、校验原理、识读方式等方面继承了一维条形码的一些特点，其识读设备和条码印刷与一维条形码技术兼容。但由于行数的增加，需要对行进行判定，其译码算法与软件也不完全与一维条形码相同。典型的堆叠武二维码有pdf417码、Code 49码、Code 16K码等。截止到2023年，PDF417码是应用最为广泛的堆叠式二维码。

矩阵式二维码（又称棋盘式二维码）是在一个矩形空间通过黑、白像素在矩阵中的不同分布进行编码的。在矩阵元素位置上，出现方点、圆点或其他形状的点表示二进制“1”，不出现点表示二进制“0”，点的排列组合确定了矩阵式二维码所代表的意义。矩阵式二维码是建立在计算机图像处理技术、组合编码原理等基础上的一种新型图形符号自动识读处理码制，具有代表性的矩阵式二维码有Code One，Maxi Code，QR Code，数据 Matrix等。被广泛使用的矩阵式二维码是QR Code（Quick Response），它比传统的Bar Code条形码能存更多的信息和数据类型。

平台将二维码通过彩信发到用户手机上，用户持手机到现场，通过二维码机具扫描手机进行内容识别。应用方将业务信息加密、编制成二维码图像后，通过短信或彩信的方式将二维码发送至用户的移动终端上，用户使用时通过设在服务网点的专用识读设备对移动终端上的二维码图像进行识读认证，作为交易或身份识别的凭证来支撑各种应用。

主读类二维码是指用户使用手机主动扫描在手机外的二维码，获取二维码所存储的内容并触发相关应用。用户在手机上安装具有扫描二维码功能的客户端，使用手机拍摄并识别媒体、报纸等上面印刷的二维码图片，获取二维码所存储内容并触发相关应用。用户利用手机拍摄包含特定信息的二维码图像，通过手机客户端软件进行解码后触发手机上网、名片识读、拨打电话等多种关联操作，以此为用户提供各类信息服务。

彩色二维码是一种特殊的二维码，它既具有普通黑色二维码的所有功能，又能呈现出彩色的外观，还可以利用较低的分辨率来提供较高的数据容量。彩色二维码在设计上需注意前景色为深色、背景色为浅色，以确保良好对比度，同时定位点颜色与其他方块相似。创意设计方面，除了颜色变化，形状也可创新，创造个性化效果。

黑色就是普通二维码，采用特定几何图形，按照规律在二维方向上分布的黑白相间的图案，用于记录数据信息。

二维码的支付功能具有简便、便捷和低成本的特点。首先，用户只需在支持二维码的地方轻松刷码即可完成交易，省去了繁琐的支付步骤。其次，二维码支付非常便捷，商家无需承担高成本的货到付款等支付方式，而消费者可以随时随地进行支付，提高了支付的灵活性。最后，二维码支付成本较低，技术成熟且手持移动设备普及，使得支付过程更加经济高效。

二维码具有便捷的导航功能。通过扫描书刊、报纸或宣传品上的导航二维码，用户可以在手机上看到目的地的导航地图，从而更轻松地找到陌生地点。此外，扫描路牌等交通设施上的二维码也能将本地位置导航地图显示在手机上，帮助用户确定当前位置以及附近各类场所的方位。这种二维码导航功能使得在未知区域的导航变得更加直观和方便。

二维码可以记录多种信息。二维码具有记录信息的多功能性，可用于包含个人资料、商品详细信息、折扣券和市场调研。它不仅记录了食品和饮料的营养信息，方便用户参考是否适合食用，还可印在户外广告、促销人员服装等上，供人们扫描获取产品信息，实现厂商的推广目的。此外，二维码还包含商品信息和消费者评价，方便用户获取购物前所需的信息。用户通过扫描二维码还能留下对商品的评价，供其他消费者参考。

二维码在电视邮购购物、订票系统和游戏点数补充中广泛应用。用户可以通过扫描二维码即时购买商品，也可以在二维码上浏览在线书店的预览并进行购买。二维码还可用于音乐会或影院的节目单，用户可通过扫描预订座位。通过扫描二维码发送订票请求或消费请求，并完成支付，展示了二维码在商务应用中便捷的购物、预定和支付功能。

二维码常使用的有20多种，比如PDF417码、QR码、DM码、MC码等，其中应用最为广泛的码制为QR码和DM码。

MC码：由美国联合包裹服务（UPS）公司研制的，全称是“Maxicode”又称牛眼码。它是一种中等容量、尺寸固定的矩阵式二维码，它由紧密相连的六边形模组和位于符号中央位置的定位图形所组成。MC码是特别为高速扫描而设计，主要应用于包裹搜导和追踪上。是用于包裹的分拣和跟踪。MC码的基本特征：外形近乎正方形，由位于符号中央的同心圆定位图形，及其周围六边形蜂巢式结构的资料位元所组成，这种排列方式使得MC码可从任意方向快速扫描。

编码密度高：二维码能在横向和纵向两个方向存储信息，因此可在小面积内表达大量信息，比普通条码的信息容量约高几十倍。二维码可容纳多达1850个大写字母或2710个数字或1108字节，或500多个汉字。

编码范围广：二维码把图片、声音、文字、签字、指纹等可以数字化的信息进行编码，用条码表示出来。可以表示多种语言文字，可表示图像数据。

容错能力强：容错能力强，具有纠错功能。二维码识别采用先进的容错算法，这使得二维条码因穿孔、污损等引起局部损坏时，照样可以正确得到识读，损毁面积达50%仍可通过技术手段来复原信息。二维码的外观、尺寸大小可任意变化调整。

译码可靠性高：二维码比普通条码译码错误率百万分之二要低得多，误码率不超过千万分之一。可引入加密措施，保密性和防伪性好，能够有效防止伪造。

制作成本低：成本低，易制作，操作简便，持久耐用。

二维码被广泛应用于各领域，但监控不足，市场应用模式导致安全问题频发，给人们的财产安全带来风险。二维码安全事故主要集中在行业应用和移动商务应用两方面：行业应用方面，不法分子制作恶意二维码，诱使用户扫描，进行攻击；移动商务方面，不法分子利用二维码联网应用的便捷性，实施攻击。由于扫描二维码前无法对二维码中的信息进行辨别，且二维码处于“人人皆可制作和发布”的状态，这导致由此带来的信息安全风险难以监管。

卡巴斯基于2011年9月检测到了首例二维码恶意攻击，其攻击模式是：在用户无法识别的情况下，篡改包含了链接的二维码信息。当用户扫描该二维码信息后，终端手机在后台开始下载恶意软件并自动运行。自此之后，二维码攻击事件不断发生，攻击手段也层出不穷。

在现行互联网监管体系下，文本、图片、语音、视频等信息载体形式均有相应的信息内容监测过滤工作机制及技术手段要求，保证不良及违法信息在信息传播环节上总体可管可控。但随着二维码日益普及，论坛、新浪微博、网站中逐渐出现二维码信息载体形式，二维码具有承载内容不直接可见的特征，一旦被用作违法信息传播渠道，在一定程度上可规避现行信息内容监测过滤技术手段，大大增加了违法信息传播扩散的风险。

自2016年起，出现“截和”欺诈、共享单车被贴假码诈骗、虚假兼职诈骗、虚假二维码缴纳罚等骗局。此外，借助二维码传播病毒，使用户下载安装恶意软件，已成为不法份子获取利益的途径，二维码已成攻击者的“新武器”。

随着移动支付的发展，越来越多的用户开始使用二维码扫码支付，这种只需扫描二维码就可完成全部支付流程的付款方式，极大地方便了消费者和商家。但由于多数二维码扫描工具缺乏病毒木马检测能力和恶意网址识别能力，二维码支付成为感染高危手机支付类病毒的染毒渠道。用户在支付过程中的个人消费信息及资金账户的安全受到了严重威胁。

加密和身份验证： 采用加密算法确保二维码中包含的信息在传输和存储过程中得到保护。二维码的加密解密方法可以分为两种：对二维码本身进行加密和对二维码中的信息进行加密。

防伪技术： 在二维码设计中引入防伪技术，以防止未经授权的复制和篡改。这包括特殊图案、颜色配置或其他标记，使得二维码更难以伪造。

动态彩码： 在传统防伪码基础上进行了升级，通过信息化编码为每件产品生成唯一的彩色防伪码。这种彩码不仅可以随意设置颜色，增加了防伪码的多样性，而且通过防伪数据库记录，确保了产品信息的完整性和可追溯性。

传统的纸质名片已经过时且容易被忽视，因此采用二维码数字名片是提升网络形象的理想选择。数字名片是一个包含所有专业详细信息的网页，用户可以通过在实体名片上打印包含数字名片链接的二维码，方便地分享个人信息。在下次递交名片时，接收者只需扫描二维码即可无缝获取联系方式，使信息的传递更加快速便捷，将业务网络推向新的水平。

随着科技发展，二维码在增强现实（AR）体验上的应用也逐渐变为现实，这为品牌和营销人员提供了巨大的潜力，能够提供身临其境的客户体验。二维码可以是分享AR体验的理想工具，通过创建AR二维码，用户可以在智能手机上轻松享受增强现实的乐趣。此外，二维码还可以提供游戏化体验，如测验、刮刮乐、调查等，进一步拓展了AR的应用领域。

二维码的应用已不仅限于移动支付，作为物联网核心感知技术，二维码在国民经济的各个领域得到了广泛应用和发展，不断催生出新产业、新模式、新业态，成为全球数字经济发展的新亮点。在交通领域，二维码是智能交通创新和数字交通建设的重要内容，可以让交通运行管理和服务更加智能化。在智能城市建设过程中，二维码也是重要的载体。

2015年4月，中国泊头市32岁的徐河和他的团队按照二维码图案比例在租种的近百亩田地里进行差异化种植，在不同的时间节点播种小麦，利用麦苗的颜色差异成功打造出这一巨型二维码，该二维码被吉尼斯官方认证为世界最大的二维码。这个巨型二维码边长190米，总面积达到36100平方米，刷新了此前由加拿大一个农场保持的28760平方米的纪录。而且这个二维码可以通过手机扫描识别，链接到徐河团队的微信公众号。

扫描二维码已成为日常，但这种原本旨在提高效率和便捷性的方式却引发了一系列问题。《法治日报》记者调查发现，不少消费者抱怨扫二维码存在各种问题，包括：消费只能扫码、拒收现金、拒绝提供纸质菜单；强制关注公众号、跳转小程序；不当索取消费者个人信息；广告、优惠弹窗频繁，真假难辨等。这些问题使得二维码成为便利之路上的“拦路码”。为此，相关部门应明确和完善数据安全的法律法规和管理制度，严惩违规违法的企业，防止技术滥用，实现权责匹配。同时，应建立二维码的安全认证和防伪溯源体系，管理二维码的全生命周期，保障数据安全。

二维码在物流行业的应用主要涉及入库管理、出库管理、仓库内部管理和货物配送。物流运输业务中的单据信息可以编成二维码，通过扫描快速准确地录入到计算机系统中，提高效率，减少错误，满足物流自动化的需求。

二维码在食品生产和流通中的应用主要包括原材料信息核实、生产配方核实和成品信息查询。供应商将原材料信息录入二维码，食品厂家可以快速核实。生产过程中，配方信息也被录入二维码以确保准确性。最后，检验数据被录入数据库并公开，以便消费者查询产品的原材料信息。可以提高食品生产的效率和透明度。

二维码可以用于识别身份信息。比如，美国国防部在军人身份卡上使用PDF417码，用于管理进出重要场所和医院就诊。这种应用具有实时性、低成本、防伪性等优点。在中国，QR码被广泛应用于营业执照、驾驶执照、护照等领域，提供了有效的管理手段。

二维码在移动商务中的应用包括自动化文字输入、数字内容下载、网址快速链接和身份识别与商务交易。这些应用使得个人信息的输入、数字内容的下载、网址的访问和身份验证或支付结算等操作更加方便和快捷。