基于二維碼技術(shù)的高校考生身份認(rèn)證系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

吳鵬

【摘 要】伴隨著信息化的迅猛發(fā)展，高校對(duì)考生信息核實(shí)的可靠化、科學(xué)化、統(tǒng)一化期望越來(lái)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(yán)重阻礙了高校考試流程的改進(jìn)。為克服這些弊端帶來(lái)的不便和損失，論文以二維碼為信息傳遞的接口，分析和設(shè)計(jì)了二維碼身份認(rèn)證平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、邏輯結(jié)構(gòu)和物理部署，為高校身份認(rèn)證信息化提供了有益的實(shí)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(rèn)證

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

【中圖分類(lèi)號(hào)】C39 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】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(lái)都扮演著科教興國(guó)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(biāo)桿。然而，社會(huì)上的不誠(chéng)信現(xiàn)象屢見(jiàn)不鮮，加之社會(huì)信用體系不完善，客觀上助長(zhǎng)了不誠(chéng)信風(fēng)氣。大學(xué)生作弊現(xiàn)象，代考現(xiàn)象日益加劇，使得考試成績(jī)的真實(shí)性每況愈下，經(jīng)調(diào)查，

60. 4%的大學(xué)生想過(guò)考試作弊，39. 1% 的大學(xué)生自述曾有過(guò)作弊經(jīng)歷。這種弄虛作假的行為嚴(yán)重威脅著國(guó)家政策的施行，也使得高校教育策略岌岌可危。為糾正各類(lèi)教育考試中考生代考、作弊等行為，進(jìn)一步加強(qiáng)考試環(huán)境的綜合治理，我們引入二維碼技術(shù)來(lái)進(jìn)行考生身份認(rèn)證。通過(guò)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(zhǔn)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(xué)化管理，實(shí)現(xiàn)了考生信息的動(dòng)態(tài)更新。系統(tǒng)采用各種最新技術(shù)來(lái)提高用戶(hù)體驗(yàn)，保證信息的安全性，一定程度上實(shí)現(xiàn)了功能和體驗(yàn)的雙贏[1]。

2 二維碼技術(shù)的發(fā)展

二維碼是20世紀(jì)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(lái)記錄數(shù)據(jù)符號(hào)信息的技術(shù)。和一維碼相比較，二維碼不但具有存儲(chǔ)容量大、信息密度大（在一個(gè)不大的圖形內(nèi)可存儲(chǔ)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(cuò)能力強(qiáng)、安全性高等特點(diǎn)，還成功彌補(bǔ)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(gè)方向?qū)π畔⑦M(jìn)行存儲(chǔ)和處理，這樣既提高了條碼信息存儲(chǔ)量又加速了信息的處理速度等優(yōu)點(diǎn)，也正是這些優(yōu)勢(shì)使得它廣泛流行于各國(guó)各行業(yè)中。

我國(guó)對(duì)二維碼技術(shù)的研究開(kāi)始于1993年，截至目前，條碼標(biāo)準(zhǔn)體系還尚顯單薄，具有自主知識(shí)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(guó)通信網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)、智能手機(jī)的普及和民眾意識(shí)的轉(zhuǎn)變，二維碼的應(yīng)用前景也漸漸明朗起來(lái)，在消化國(guó)外先進(jìn)技術(shù)文化的基礎(chǔ)上，制定了一系列二維碼標(biāo)準(zhǔn)：如GB/T17172-1997《四一七條碼》，GB/T18284-2000《快速響應(yīng)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(guó)的汽車(chē)行業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線、醫(yī)療急救服務(wù)卡、涉外專(zhuān)利案件收費(fèi)、珠寶玉石飾品管理及銀行匯票上得到了應(yīng)用。國(guó)內(nèi)多家IT企業(yè)如阿里巴巴、騰訊、百度、新浪等對(duì)二維碼的試水，以及中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)移動(dòng)等電信巨頭在二維碼手機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的介入都充分顯示了二維碼應(yīng)用在我國(guó)強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭，我國(guó)也在不斷投入資源，鼓勵(lì)摸索前進(jìn)，積極研究和開(kāi)辟新的應(yīng)用和領(lǐng)域。

通過(guò)文獻(xiàn)梳理和調(diào)查國(guó)內(nèi)外關(guān)于二維碼技術(shù)的應(yīng)用，我們發(fā)現(xiàn)高校對(duì)二維碼技術(shù)的應(yīng)用仍處于啟蒙階段，同時(shí)，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(fēng)險(xiǎn)。鑒于二維碼的特點(diǎn)和應(yīng)用，廣大師生已在日常生活中對(duì)其有了初步了解。開(kāi)發(fā)基于二維碼技術(shù)的高校考生身份認(rèn)證系統(tǒng)，生成包含高校師生身份認(rèn)證名片，能夠在極大程度上推動(dòng)高校信息化發(fā)展，確保信息的完整、真實(shí)、易用，做到誠(chéng)信考試，有效規(guī)避代考作弊等行為[2]。

3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)是對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)概況的說(shuō)明，并將其實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)和構(gòu)建加以詳細(xì)描述。論文設(shè)計(jì)的基于二維碼技術(shù)的高校考生身份認(rèn)證系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了基于Windows系統(tǒng)平臺(tái)，采用B/S結(jié)構(gòu)進(jìn)行信息交互，服務(wù)器端基于WAMP開(kāi)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(gè)強(qiáng)大的WEB應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)平臺(tái)），系統(tǒng)具有用戶(hù)體驗(yàn)高、穩(wěn)定性好、靈活易用、易維護(hù)等特點(diǎn)。

3.1 設(shè)計(jì)基本思想

該系統(tǒng)將二維碼作為用戶(hù)信息獲取的入口，通過(guò)帶有二維碼掃描功能的智能終端掃描得到用戶(hù)信息頁(yè)面的URL，并根據(jù)該URL與二維碼身份認(rèn)證系統(tǒng)進(jìn)行連接，通過(guò)系統(tǒng)服務(wù)器解析返回相應(yīng)服務(wù)，以供終端用戶(hù)對(duì)比核查信息。

3.2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

系統(tǒng)采取應(yīng)用數(shù)據(jù)中心的模式來(lái)構(gòu)建，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖如圖1所示：

該系統(tǒng)通過(guò)瀏覽器/服務(wù)器（B/S）的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)多用戶(hù)并發(fā)訪問(wèn)，來(lái)訪者通過(guò)終端與身份認(rèn)證系統(tǒng)進(jìn)行交互，在保證服務(wù)器安全和正常請(qǐng)求的情況下終端解析服務(wù)器返回考生的信息并將其顯示在終端上，監(jiān)考教師此時(shí)在終端上看到的為考生最近一次更新的信息，此時(shí)監(jiān)考教師可以查閱考生詳細(xì)信息，根據(jù)這些信息與考生準(zhǔn)考證上部分信息進(jìn)行對(duì)比核查，并通過(guò)頭像與考生本人進(jìn)行對(duì)比，保證了信息的真實(shí)性和時(shí)效性，同時(shí)防止了因準(zhǔn)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(kāi)放公眾平臺(tái)功能，僅僅是將單個(gè)系統(tǒng)交付于高校，供其使用，高校此時(shí)承擔(dān)著系統(tǒng)的維護(hù)、研發(fā)和功能擴(kuò)展的任務(wù)。在今后的發(fā)展中，本系統(tǒng)可以成為一個(gè)共享的平臺(tái)，即開(kāi)放公眾平臺(tái)，高校需注冊(cè)申請(qǐng)進(jìn)入系統(tǒng)的權(quán)限，獲取系統(tǒng)的相關(guān)服務(wù)，并根據(jù)賬號(hào)密碼訪問(wèn)系統(tǒng)，系統(tǒng)通過(guò)驗(yàn)證高校是否獲取了權(quán)限并對(duì)其訪問(wèn)做出相應(yīng)回復(fù)，進(jìn)入系統(tǒng)之后用戶(hù)可使用系統(tǒng)提供的相關(guān)服務(wù)，此時(shí)系統(tǒng)成為了一個(gè)獨(dú)立于高校管理之外，并由專(zhuān)門(mén)技術(shù)人員對(duì)其進(jìn)行研發(fā)維護(hù)的平臺(tái)。對(duì)于高校而言，這種運(yùn)營(yíng)模式不但節(jié)省了人力、物力，還免去了研發(fā)維護(hù)帶來(lái)的技術(shù)瓶頸和其他問(wèn)題，使得系統(tǒng)能夠在高校中得到較好的推廣和發(fā)展。對(duì)于系統(tǒng)構(gòu)建人員而言，可以與高校進(jìn)行商議，通過(guò)該途徑實(shí)現(xiàn)一定程度的盈利[3]。

3.3 實(shí)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(hù)接口模塊、終端模塊和后臺(tái)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(yùn)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(fù)責(zé)最終用戶(hù)名片的生成。由二維碼生成、二維碼加密、用戶(hù)名片合成三個(gè)子模塊構(gòu)成。

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

當(dāng)模塊接收到用戶(hù)名片生成請(qǐng)求后自動(dòng)調(diào)用二維碼生成模塊，二維碼生成模塊將用戶(hù)個(gè)人信息頁(yè)面URL（由用戶(hù)信息頁(yè)面基本地址+唯一標(biāo)識(shí)+身份標(biāo)識(shí)構(gòu)成的字符串）作為內(nèi)容生成二維碼，經(jīng)過(guò)后臺(tái)文件處理生成指定的二維碼圖片。

當(dāng)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(kù)為基礎(chǔ)，通過(guò)后臺(tái)程序篩選出用戶(hù)基本信息和二維碼圖片來(lái)合成完整的用戶(hù)名片，用戶(hù)可隨時(shí)打印和更新。以上三個(gè)子模塊的執(zhí)行按自動(dòng)順序進(jìn)行的，即按照加密、二維碼生成、名片合成的順序執(zhí)行，且對(duì)用戶(hù)保持透明狀態(tài)，所以用戶(hù)只能看到最終合成名片。

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

3.3.2 用戶(hù)接口模塊

用戶(hù)接口模塊通過(guò)Web前端技術(shù)實(shí)現(xiàn)響應(yīng)式交互，負(fù)責(zé)為用戶(hù)提供良好的用戶(hù)體驗(yàn)界面，實(shí)現(xiàn)前端和后臺(tái)之間的銜接和用戶(hù)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(cè)接口、登錄接口、教師和學(xué)生需求操作接口，即個(gè)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(shè)備，主要表現(xiàn)為攝像頭接口。

②內(nèi)部接口

進(jìn)入系統(tǒng)前，新用戶(hù)需提交個(gè)人相關(guān)信息，通過(guò)注冊(cè)接口來(lái)獲取系統(tǒng)服務(wù)和權(quán)限。登入系統(tǒng)后用戶(hù)可進(jìn)行更新預(yù)覽個(gè)人信息、生成和打印名片、查閱最近的活動(dòng)信息（考生的最近考試安排信息，考生或教師的信息更新?tīng)顩r）等操作。更新個(gè)人信息操作需要通過(guò)管理員審核，若審核通過(guò)，名片和頁(yè)面上的基本信息才會(huì)更正為最新信息。這樣可防止用戶(hù)信息被惡意修改和偽造， 一定程度上保證了用戶(hù)信息的安全性。

3.3.3 終端模塊

終端模塊主要負(fù)責(zé)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(hù)個(gè)人信息頁(yè)面，并通過(guò)該信息頁(yè)面來(lái)預(yù)覽和對(duì)比核查從數(shù)據(jù)庫(kù)中選出的最新用戶(hù)信息。這里的終端主要是帶有二維碼掃描軟件的移動(dòng)設(shè)備，通過(guò)掃描二維碼軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)與二維碼身份認(rèn)證系統(tǒng)的鏈接，獲取信息并預(yù)覽，并根據(jù)此來(lái)判斷用戶(hù)身份的真實(shí)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(jiàn)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(shí)別也已經(jīng)成為一種比較成熟的技術(shù)，時(shí)常作為一種時(shí)尚的標(biāo)志出現(xiàn)在不同場(chǎng)合，發(fā)展前景不容小視，這也為我們的項(xiàng)目帶來(lái)了更多的發(fā)展機(jī)會(huì)和擴(kuò)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(kāi)發(fā)的二維碼掃描軟件。

4 系統(tǒng)的意義、擴(kuò)展功能及未來(lái)的發(fā)展前景

身份認(rèn)證是最基本的安全服務(wù)，是一定環(huán)境下核查人員真實(shí)身份的特定環(huán)節(jié)，有利于保證身份的真實(shí)性，提高信息傳遞的安全性。目前很多場(chǎng)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(chē)站、機(jī)場(chǎng)需要進(jìn)行身份認(rèn)證，會(huì)議簽到、重要場(chǎng)所門(mén)禁以及電子商務(wù)平臺(tái)交易也將其作為認(rèn)證核查的一種方法。該系統(tǒng)目前主要應(yīng)用在高校平臺(tái)，作為考試過(guò)程中考生身份認(rèn)證和教師名片合成工具，對(duì)高校考生和教師信息進(jìn)行管理，根據(jù)其需求進(jìn)行信息更新和標(biāo)識(shí)其身份的名片的合成，提高了信息管理的科學(xué)化和統(tǒng)一化，規(guī)避了常規(guī)名片磨損導(dǎo)致信息失真的危害，同時(shí)通過(guò)終端獲取用戶(hù)最新信息防止代考等現(xiàn)象發(fā)生。系統(tǒng)獨(dú)特認(rèn)證方式的出現(xiàn)，打破了高校二維碼身份認(rèn)證空白的缺陷，使得身份認(rèn)證更加接近于信息化的潮流，在滿(mǎn)足各種功能的前提下提供了一種個(gè)性化的交互方式，讓每一位用戶(hù)都擁有一張獨(dú)一無(wú)二的名片，某種程度上符合新一代用戶(hù)的興趣和喜好，提高了用戶(hù)體驗(yàn)。本系統(tǒng)還有很大的發(fā)展空間，以備實(shí)時(shí)開(kāi)發(fā)出符合潮流的功能，如日后可以開(kāi)放系統(tǒng)的公眾平臺(tái)，在公眾平臺(tái)中用戶(hù)除了可以調(diào)用該系統(tǒng)生成滿(mǎn)足自身需求的符合企業(yè)文化或個(gè)人的獨(dú)特名片外，還可以在自身的公眾平臺(tái)中生成旗下的組織、產(chǎn)品或者其他信息，并將其進(jìn)行發(fā)布。移動(dòng)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(shuō)過(guò)：“二維碼是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的入口”，而技術(shù)的進(jìn)步和個(gè)人資源的私密性更突顯了身份認(rèn)證的重要性。21世紀(jì)是一個(gè)高科技和競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)代，個(gè)人信息和私人財(cái)產(chǎn)都是會(huì)容易受到攻擊和侵犯的對(duì)象，通過(guò)身份認(rèn)證，在一定程度上可以減緩這種危機(jī)，同時(shí)也可以為自己打造一個(gè)特色的身份認(rèn)證名片，無(wú)論是在用戶(hù)體驗(yàn)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(yīng)用，并且設(shè)計(jì)了一個(gè)基于該技術(shù)的高校考生身份認(rèn)證系統(tǒng)，提出了一種新型、個(gè)性、安全的身份認(rèn)證模式，可以滿(mǎn)足用戶(hù)隨時(shí)更新、打印名片等需求，順應(yīng)了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的方向，同時(shí)也很好地防止了代考作弊等現(xiàn)象的發(fā)生。總體來(lái)說(shuō)，本系統(tǒng)屬于一個(gè)全新的概念，它的完善和擴(kuò)展需要進(jìn)一步的研究和開(kāi)發(fā)。

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