基于二維碼技術(shù)的高校考生身份認證系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

吳鵬

【摘 要】伴隨著信息化的迅猛發(fā)展，高校對考生信息核實的可靠化、科學化、統(tǒng)一化期望越來越高，而人力資源有限、信息核查效率低下、代考現(xiàn)象頻繁等嚴重阻礙了高?？荚嚵鞒痰母倪M。為克服這些弊端帶來的不便和損失，論文以二維碼為信息傳遞的接口，分析和設計了二維碼身份認證平臺的網(wǎng)絡架構(gòu)、邏輯結(jié)構(gòu)和物理部署，為高校身份認證信息化提供了有益的實踐和參考。

【Abstract】With the rapid development of information technology， colleges expect the verification of candidate information can be more reliable， scientific and unified.. However，the lack of human resource， low information verification efficiency and instead of someone else in examination frequency， make the examination process is difficult to realize optimization. To overcome these drawbacks， the article takes the two-dimensional code as the information transmission interface， analyzes and designs the network architecture， logical structure and physical deployment of dimensional code authentication platform， provides a useful and practical reference for college to realize authentication informatization .

【關(guān)鍵詞】二維碼；高校；身份認證

【Keywords】two-dimensional code ； university； identity authentication

【中圖分類號】C39 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）04-0166-03

1 引言

高校作為人才的培養(yǎng)基地，一直以來都扮演著科教興國的重要角色，考試制度也順理成章的成為了檢閱人才的必備標桿。然而，社會上的不誠信現(xiàn)象屢見不鮮，加之社會信用體系不完善，客觀上助長了不誠信風氣。大學生作弊現(xiàn)象，代考現(xiàn)象日益加劇，使得考試成績的真實性每況愈下，經(jīng)調(diào)查，

60. 4%的大學生想過考試作弊，39. 1% 的大學生自述曾有過作弊經(jīng)歷。這種弄虛作假的行為嚴重威脅著國家政策的施行，也使得高校教育策略岌岌可危。為糾正各類教育考試中考生代考、作弊等行為，進一步加強考試環(huán)境的綜合治理，我們引入二維碼技術(shù)來進行考生身份認證。通過掃描二維碼將考生最新信息呈現(xiàn)給監(jiān)考教師，防止了考生準考證信息因磨損失真、不完全、容易被篡改等現(xiàn)象而引起代考行為的發(fā)生，保證了信息的統(tǒng)一化、可靠化、科學化管理，實現(xiàn)了考生信息的動態(tài)更新。系統(tǒng)采用各種最新技術(shù)來提高用戶體驗，保證信息的安全性，一定程度上實現(xiàn)了功能和體驗的雙贏[1]。

2 二維碼技術(shù)的發(fā)展

二維碼是20世紀90年代興起的一種新技術(shù)，它是以某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面上分布組成黑白相間的圖形來記錄數(shù)據(jù)符號信息的技術(shù)。和一維碼相比較，二維碼不但具有存儲容量大、信息密度大（在一個不大的圖形內(nèi)可存儲數(shù)字、英文、漢字、指紋、聲音和圖片等信息）、 采集速度快、制作成本低、糾錯能力強、安全性高等特點，還成功彌補了一維碼只能包含字母與數(shù)字的缺陷。它可以從水平軸X軸和縱軸Y軸即橫向和垂直兩個方向?qū)π畔⑦M行存儲和處理，這樣既提高了條碼信息存儲量又加速了信息的處理速度等優(yōu)點，也正是這些優(yōu)勢使得它廣泛流行于各國各行業(yè)中。

我國對二維碼技術(shù)的研究開始于1993年，截至目前，條碼標準體系還尚顯單薄，具有自主知識產(chǎn)權(quán)和核心研發(fā)技術(shù)體系還很少，二維碼的推廣和發(fā)展受到了一定阻礙。但是隨著我國通信網(wǎng)絡的升級、智能手機的普及和民眾意識的轉(zhuǎn)變，二維碼的應用前景也漸漸明朗起來，在消化國外先進技術(shù)文化的基礎上，制定了一系列二維碼標準：如GB/T17172-1997《四一七條碼》，GB/T18284-2000《快速響應矩陣碼》，《二維碼網(wǎng)格矩陣碼（GM）》，《二維碼緊密矩陣碼（CM）》等，并已在我國的汽車行業(yè)自動化生產(chǎn)線、醫(yī)療急救服務卡、涉外專利案件收費、珠寶玉石飾品管理及銀行匯票上得到了應用。國內(nèi)多家IT企業(yè)如阿里巴巴、騰訊、百度、新浪等對二維碼的試水，以及中國電信、中國聯(lián)通、中國移動等電信巨頭在二維碼手機應用領域的介入都充分顯示了二維碼應用在我國強勁的發(fā)展勢頭，我國也在不斷投入資源，鼓勵摸索前進，積極研究和開辟新的應用和領域。

通過文獻梳理和調(diào)查國內(nèi)外關(guān)于二維碼技術(shù)的應用，我們發(fā)現(xiàn)高校對二維碼技術(shù)的應用仍處于啟蒙階段，同時，師生證件繁多、不易保管、信息不完整、易損壞、易仿制、丟失使得信息的傳遞存在極大的風險。鑒于二維碼的特點和應用，廣大師生已在日常生活中對其有了初步了解。開發(fā)基于二維碼技術(shù)的高?？忌矸菡J證系統(tǒng)，生成包含高校師生身份認證名片，能夠在極大程度上推動高校信息化發(fā)展，確保信息的完整、真實、易用，做到誠信考試，有效規(guī)避代考作弊等行為[2]。

3 系統(tǒng)總體設計與實現(xiàn)

系統(tǒng)總體設計是對系統(tǒng)設計思想和網(wǎng)絡架構(gòu)概況的說明，并將其實現(xiàn)細節(jié)和構(gòu)建加以詳細描述。論文設計的基于二維碼技術(shù)的高校考生身份認證系統(tǒng)實現(xiàn)了基于Windows系統(tǒng)平臺，采用B/S結(jié)構(gòu)進行信息交互，服務器端基于WAMP開發(fā)架構(gòu)（WAMP是指部署在Windows下的Apache+Mysql+PHP三者共同組成的一個強大的WEB應用程序開發(fā)平臺），系統(tǒng)具有用戶體驗高、穩(wěn)定性好、靈活易用、易維護等特點。

3.1 設計基本思想

該系統(tǒng)將二維碼作為用戶信息獲取的入口，通過帶有二維碼掃描功能的智能終端掃描得到用戶信息頁面的URL，并根據(jù)該URL與二維碼身份認證系統(tǒng)進行連接，通過系統(tǒng)服務器解析返回相應服務，以供終端用戶對比核查信息。

3.2 網(wǎng)絡架構(gòu)

系統(tǒng)采取應用數(shù)據(jù)中心的模式來構(gòu)建，網(wǎng)絡架構(gòu)圖如圖1所示：

該系統(tǒng)通過瀏覽器/服務器（B/S）的方式來實現(xiàn)多用戶并發(fā)訪問，來訪者通過終端與身份認證系統(tǒng)進行交互，在保證服務器安全和正常請求的情況下終端解析服務器返回考生的信息并將其顯示在終端上，監(jiān)考教師此時在終端上看到的為考生最近一次更新的信息，此時監(jiān)考教師可以查閱考生詳細信息，根據(jù)這些信息與考生準考證上部分信息進行對比核查，并通過頭像與考生本人進行對比，保證了信息的真實性和時效性，同時防止了因準考證磨損等原因?qū)е滦畔⒉幻鞯那闆r的發(fā)生，將傳統(tǒng)的紙質(zhì)文檔記錄信息變成了信息化信息核查方式，大大提高了效率，并節(jié)省了人力、物力。

系統(tǒng)目前還未開放公眾平臺功能，僅僅是將單個系統(tǒng)交付于高校，供其使用，高校此時承擔著系統(tǒng)的維護、研發(fā)和功能擴展的任務。在今后的發(fā)展中，本系統(tǒng)可以成為一個共享的平臺，即開放公眾平臺，高校需注冊申請進入系統(tǒng)的權(quán)限，獲取系統(tǒng)的相關(guān)服務，并根據(jù)賬號密碼訪問系統(tǒng)，系統(tǒng)通過驗證高校是否獲取了權(quán)限并對其訪問做出相應回復，進入系統(tǒng)之后用戶可使用系統(tǒng)提供的相關(guān)服務，此時系統(tǒng)成為了一個獨立于高校管理之外，并由專門技術(shù)人員對其進行研發(fā)維護的平臺。對于高校而言，這種運營模式不但節(jié)省了人力、物力，還免去了研發(fā)維護帶來的技術(shù)瓶頸和其他問題，使得系統(tǒng)能夠在高校中得到較好的推廣和發(fā)展。對于系統(tǒng)構(gòu)建人員而言，可以與高校進行商議，通過該途徑實現(xiàn)一定程度的盈利[3]。

3.3 實現(xiàn)方案

該系統(tǒng)是由4部分組成，分別為二維碼生成和加密模塊、用戶接口模塊、終端模塊和后臺管理模塊，它們之間緊密聯(lián)系，共同完成了系統(tǒng)的正常運行。

3.3.1 二維碼生成與加密模塊

二維碼生成與加密模塊是該系統(tǒng)的核心模塊之一，負責最終用戶名片的生成。由二維碼生成、二維碼加密、用戶名片合成三個子模塊構(gòu)成。

互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和技術(shù)的進步使得信息的保密性愈加重要，而用戶私密信息易丟失、受攻擊等弊端卻經(jīng)常困擾用戶的正常生活，為保證用戶信息的安全性，該模塊采用SHA加密算法對用戶唯一碼（唯一碼是唯一標識用戶身份的標記，可以通過該標志到數(shù)據(jù)庫中獲取到用戶具體信息）進行加密處理，不論是在前端還是后臺都只能獲取用戶唯一碼的密文形式，保證了用戶信息的安全傳遞。

當模塊接收到用戶名片生成請求后自動調(diào)用二維碼生成模塊，二維碼生成模塊將用戶個人信息頁面URL（由用戶信息頁面基本地址+唯一標識+身份標識構(gòu)成的字符串）作為內(nèi)容生成二維碼，經(jīng)過后臺文件處理生成指定的二維碼圖片。

當加密和生成流程結(jié)束之后，名片合成子模塊被激活，該模塊以GD庫為基礎，通過后臺程序篩選出用戶基本信息和二維碼圖片來合成完整的用戶名片，用戶可隨時打印和更新。以上三個子模塊的執(zhí)行按自動順序進行的，即按照加密、二維碼生成、名片合成的順序執(zhí)行，且對用戶保持透明狀態(tài)，所以用戶只能看到最終合成名片。

在合成名片之后如果用戶有必要更新或修改個人信息，需要在信息修改之后更新名片來得到最新的身份名片，該模塊也提供了名片打印功能，用戶可根據(jù)需要對其進行操作。

3.3.2 用戶接口模塊

用戶接口模塊通過Web前端技術(shù)實現(xiàn)響應式交互，負責為用戶提供良好的用戶體驗界面，實現(xiàn)前端和后臺之間的銜接和用戶操作的完成。主要分為外部接口和內(nèi)部接口兩部分，內(nèi)部接口又由注冊接口、登錄接口、教師和學生需求操作接口，即個人信息修改更新等三方面構(gòu)成。

①外部接口

外部接口為硬件設備，主要表現(xiàn)為攝像頭接口。

②內(nèi)部接口

進入系統(tǒng)前，新用戶需提交個人相關(guān)信息，通過注冊接口來獲取系統(tǒng)服務和權(quán)限。登入系統(tǒng)后用戶可進行更新預覽個人信息、生成和打印名片、查閱最近的活動信息（考生的最近考試安排信息，考生或教師的信息更新狀況）等操作。更新個人信息操作需要通過管理員審核，若審核通過，名片和頁面上的基本信息才會更正為最新信息。這樣可防止用戶信息被惡意修改和偽造， 一定程度上保證了用戶信息的安全性。

3.3.3 終端模塊

終端模塊主要負責二維碼的掃描解讀，根據(jù)掃描二維碼得到的URL跳轉(zhuǎn)到用戶個人信息頁面，并通過該信息頁面來預覽和對比核查從數(shù)據(jù)庫中選出的最新用戶信息。這里的終端主要是帶有二維碼掃描軟件的移動設備，通過掃描二維碼軟件來實現(xiàn)與二維碼身份認證系統(tǒng)的鏈接，獲取信息并預覽，并根據(jù)此來判斷用戶身份的真實性。

目前主流的互聯(lián)網(wǎng)公司均引入了二維碼掃描的功能，比如騰訊的微信和QQ、阿里巴巴的支付寶、創(chuàng)新工廠的豌豆夾等，由此可見二維碼在互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)已經(jīng)成為一種發(fā)展的氣候，它的解讀和識別也已經(jīng)成為一種比較成熟的技術(shù)，時常作為一種時尚的標志出現(xiàn)在不同場合，發(fā)展前景不容小視，這也為我們的項目帶來了更多的發(fā)展機會和擴展空間。介于掃描技術(shù)在各大企業(yè)的發(fā)展，我們的終端模塊就直接調(diào)用各大公司開發(fā)的二維碼掃描軟件。

4 系統(tǒng)的意義、擴展功能及未來的發(fā)展前景

身份認證是最基本的安全服務，是一定環(huán)境下核查人員真實身份的特定環(huán)節(jié)，有利于保證身份的真實性，提高信息傳遞的安全性。目前很多場合都將其作為一道必不可少的屏障，不但在網(wǎng)吧、賓館、火車站、機場需要進行身份認證，會議簽到、重要場所門禁以及電子商務平臺交易也將其作為認證核查的一種方法。該系統(tǒng)目前主要應用在高校平臺，作為考試過程中考生身份認證和教師名片合成工具，對高?？忌徒處熜畔⑦M行管理，根據(jù)其需求進行信息更新和標識其身份的名片的合成，提高了信息管理的科學化和統(tǒng)一化，規(guī)避了常規(guī)名片磨損導致信息失真的危害，同時通過終端獲取用戶最新信息防止代考等現(xiàn)象發(fā)生。系統(tǒng)獨特認證方式的出現(xiàn)，打破了高校二維碼身份認證空白的缺陷，使得身份認證更加接近于信息化的潮流，在滿足各種功能的前提下提供了一種個性化的交互方式，讓每一位用戶都擁有一張獨一無二的名片，某種程度上符合新一代用戶的興趣和喜好，提高了用戶體驗。本系統(tǒng)還有很大的發(fā)展空間，以備實時開發(fā)出符合潮流的功能，如日后可以開放系統(tǒng)的公眾平臺，在公眾平臺中用戶除了可以調(diào)用該系統(tǒng)生成滿足自身需求的符合企業(yè)文化或個人的獨特名片外，還可以在自身的公眾平臺中生成旗下的組織、產(chǎn)品或者其他信息，并將其進行發(fā)布。移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展催生了之前不被看好的二維碼技術(shù)，騰訊CEO馬化騰也說過：“二維碼是移動互聯(lián)網(wǎng)的入口”，而技術(shù)的進步和個人資源的私密性更突顯了身份認證的重要性。21世紀是一個高科技和競爭的時代，個人信息和私人財產(chǎn)都是會容易受到攻擊和侵犯的對象，通過身份認證，在一定程度上可以減緩這種危機，同時也可以為自己打造一個特色的身份認證名片，無論是在用戶體驗還是安全性方面都做到了兼顧，這也是今后發(fā)展的方向。

5 結(jié)論

論文介紹了二維碼技術(shù)的發(fā)展和應用，并且設計了一個基于該技術(shù)的高?？忌矸菡J證系統(tǒng)，提出了一種新型、個性、安全的身份認證模式，可以滿足用戶隨時更新、打印名片等需求，順應了移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的方向，同時也很好地防止了代考作弊等現(xiàn)象的發(fā)生?？傮w來說，本系統(tǒng)屬于一個全新的概念，它的完善和擴展需要進一步的研究和開發(fā)。

【參考文獻】

【1】劉青云.淺談手機二維碼技術(shù)在移動電子商務時代的作用[J].計算機時代，2012（12）：08-10.

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【3】邢希.響應式Web設計方法的研究[J].瓊州學院報，2013（2）：36-38.