Wie funktionieren QR-Codes?

Sie sind überall: auf Werbeplakaten, Verpackungen, Eintrittskarten oder Restaurant-Speisekarten – QR-Codes. Mit einem schnellen Scan über das Smartphone öffnen sie Webseiten, laden Apps oder verknüpfen uns direkt mit digitalen Informationen. Doch wie funktionieren diese kleinen, schwarz-weißen Quadrate eigentlich?

Was ist ein QR-Code?

Der Begriff „QR“ steht für Quick Response, also schnelle Antwort. QR-Codes wurden ursprünglich in den 1990er-Jahren in Japan entwickelt, um Autoteile effizienter nachverfolgen zu können. Heute sind sie weit mehr als nur ein Werkzeug der Industrie. Sie gehören zu unserem digitalen Alltag und sind zu einer der einfachsten Brücken zwischen analoger und digitaler Welt geworden.

Ein QR-Code ist im Kern ein zweidimensionaler Strichcode. Während klassische Barcodes nur in einer Richtung Informationen speichern können, enthalten QR-Codes Daten in zwei Dimensionen – horizontal und vertikal. Dadurch lassen sich erheblich mehr Informationen auf kleinstem Raum unterbringen.

Aufbau eines QR-Codes

Auf den ersten Blick wirkt ein QR-Code wie ein zufälliges Muster aus schwarzen und weißen Pixeln. Tatsächlich ist er aber streng strukturiert:

• Positionsmarkierungen: Die drei großen Quadrate in den Ecken helfen dem Scanner, den Code korrekt auszurichten.
• Ausrichtungsmuster: Kleinere Elemente sorgen dafür, dass das Smartphone auch verzerrte Codes richtig erkennen kann.
• Datenmodule: Hier steckt die eigentliche Information – etwa eine URL, eine Visitenkarte oder ein Text.
• Fehlerkorrektur: Selbst wenn ein Teil des Codes verschmutzt oder beschädigt ist, können die Daten oft noch gelesen werden.

Dank dieser intelligenten Struktur können QR-Codes auch dann zuverlässig funktionieren, wenn sie nicht perfekt gedruckt sind oder auf unebenen Flächen kleben.

Wie werden Daten gespeichert?

Jedes schwarze oder weiße Quadrat im Code stellt einen binären Wert dar – ähnlich wie bei Computerdaten. Schwarz entspricht „1“, weiß entspricht „0“. Aus diesen Bits setzt sich die gespeicherte Information zusammen.

Je nach Größe können QR-Codes bis zu 4.296 alphanumerische Zeichen speichern. Für die meisten Anwendungsfälle reicht es jedoch, eine Internetadresse zu hinterlegen, die den Nutzer dann zu weiteren Inhalten führt.

Scannen von QR-Codes

Das Scannen funktioniert ganz einfach: Die Smartphone-Kamera erkennt das Muster und übersetzt es in digitale Informationen. Moderne Geräte benötigen dafür oft nicht einmal mehr eine zusätzliche App – die Kamera-App reicht aus.

Der Scan-Vorgang läuft in mehreren Schritten ab:

1. Erkennung des Musters: Die Kamera registriert den QR-Code anhand der markanten Positionsmuster.
2. Ausrichtung und Korrektur: Verzerrungen durch Winkel oder Perspektive werden mathematisch ausgeglichen.
3. Dekodierung: Die einzelnen Quadrate werden in Bits übersetzt.
4. Interpretation: Die Daten werden in die richtige Form gebracht – etwa als Link, Telefonnummer oder Text.

Praktische Einsatzbereiche

1. Marketing und Werbung

Unternehmen nutzen QR-Codes, um Plakatwerbung interaktiv zu machen. Mit einem Scan landet man direkt auf der passenden Webseite oder einem Online-Shop.

2. Gastronomie

Gerade seit der Corona-Pandemie sind digitale Speisekarten beliebt. Gäste scannen einfach den Code auf dem Tisch und haben die Karte direkt auf dem Smartphone.

3. Kontaktloser Zugang

Ob Bahnticket, Konzertkarte oder Boarding Pass – QR-Codes ersetzen zunehmend das klassische Papierdokument.

4. Bezahlmethoden

In vielen Ländern sind QR-basierte Zahlungssysteme Standard. Auch beim kontaktlosen Bezahlen werden sie teilweise genutzt – etwa bei PayPal, Alipay oder WeChat.

5. Bildung und Kultur

Museen oder Ausstellungen versehen Exponate mit QR-Codes, die zu weiterführenden Informationen, Audio-Guides oder Videos führen.

Sicherheit von QR-Codes

So praktisch die kleinen Quadrate sind, so bergen sie auch Risiken. Ein QR-Code selbst zeigt nicht an, welche Daten er enthält. Daher können Angreifer Links hinterlegen, die auf gefährliche Webseiten führen.

Tipps zur Sicherheit:

• Nur QR-Codes von vertrauenswürdigen Quellen scannen.
• Vorsicht bei Codes im öffentlichen Raum – Aufkleber können echte Codes überkleben.
• Browser oder App sollten anzeigen, wohin der Link führt, bevor man ihn öffnet.

Die Rolle von Künstlicher Intelligenz

Spannend ist, dass die Weiterentwicklung von QR-Codes eng mit Technologien wie der Künstlichen Intelligenz verbunden ist. KI-gestützte Systeme können Codes schneller erkennen, auch wenn sie beschädigt oder stark verzerrt sind. Zudem helfen sie dabei, neue Einsatzmöglichkeiten – etwa in Augmented-Reality-Umgebungen – zu erschließen.

Fun Facts zu QR-Codes

• In Japan sind QR-Codes so beliebt, dass sie sogar auf Grabsteinen zu finden sind. Scannt man sie, erhält man biografische Informationen über die verstorbene Person.
• Ein einzelner QR-Code kann mehrere Kilobyte an Daten speichern – genug, um eine kleine Textdatei oder eine digitale Visitenkarte unterzubringen.
• Der weltgrößte QR-Code ist über 30.000 Quadratmeter groß und wurde aus Feldern in China geformt.

Fazit

QR-Codes sind mehr als nur schwarz-weiße Muster. Sie verbinden analoge Objekte mit digitalen Informationen und sind damit ein unscheinbarer, aber mächtiger Bestandteil unseres Alltags. Ob beim Einkaufen, Reisen oder Bezahlen – die kleinen Quadrate sind aus unserem Leben kaum noch wegzudenken. Wer sich noch tiefer mit der Technik, dem Aufbau und den vielfältigen Einsatzmöglichkeiten befassen möchte, findet bei t3n eine detaillierte Erklärung zu QR-Codes und ihrer Funktionsweise.