QR 코드

1. 개요

QR 코드는 1994년 일본 덴소 웨이브가 토요타 자동차의 생산 관리 시스템에 사용하기 위해 개발한 2차원 바코드이다. 기존 바코드보다 많은 데이터를 저장할 수 있으며, 다양한 정보(사진, 동영상 등)를 담을 수 있다. 오류 정정 기능을 통해 손상된 코드도 복원 가능하다. QR 코드는 자동차 부품 관리에서 시작하여 광고, 결제, 모바일 티켓, 코로나19 관련 정보 제공 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 하지만 악성 QR 코드는 개인 정보 유출 및 금전적 피해를 발생시킬 수 있으므로 주의해야 한다.

2. 역사

1994년 일본 덴소 웨이브는 토요타 자동차의 생산 관리 시스템에 사용하기 위해 QR 코드를 개발했다. 하라 마사히로(Masahiro Hara)가 이끄는 연구팀은 바둑판의 흑돌과 백돌에서 영감을 받아 초기 디자인을 고안했으며, 위치 검출 마커의 패턴은 인쇄물에서 가장 적게 사용되는 흑백 영역의 교대 순서(1:1:3:1:1)를 찾아 결정했다. QR 코드는 자동차 부품의 종류와 수량을 추적하기 위해 개발되었으며, 한자, 가나, 영숫자 코드가 인쇄된 여러 바코드 라벨의 데이터를 단일 라벨에 통합했다.

1997년 10월에 AIM International 표준, 1999년 1월에는 JIS X 0510, 2000년 6월에는 ISO/IEC 18004:2000 표준으로 지정되었다. 이후 2006년 9월 1일 ISO/IEC 18004:2006, 2015년 2월 1일 ISO/IEC 18004:2015, 2022년 5월 ISO/IEC 23941:2022 표준이 제정되었다.

덴소 웨이브는 QR 코드 기술의 특허권을 보유하고 있지만, 표준화된 기술에 대해서는 특허권을 행사하지 않겠다고 선언했다. 미국에서는 5726435 특허, 일본에서는 2938338 특허가 부여되었으나, 모두 만료되었다. 유럽특허청은 덴소 웨이브에 특허 0672994를 부여했으며, 이는 이후 프랑스, 영국 및 독일 특허로 승인되었고, 모두 2015년 3월에 만료되었다.

'QR 코드'라는 용어는 덴소 웨이브 주식회사의 등록상표이자 워드마크이다. 영국에서는 1998년 9월 3일에 출원되어 1999년 12월 16일에 등록되었고, 미국에서는 1998년 9월 29일에 출원되어 2001년 3월 13일에 등록되었다. 대한민국에서는 2011년 11월 18일에 출원되었으나, 대한민국 특허청은 해당 구절이 일반적인 매트릭스 바코드를 지칭하는 것으로 일반화되었다고 판단하여 2012년 3월 20일에 거절했다.

QR 코드가 없던 시대, 덴소의 제조 공장 현장에서는 부품을 바코드로 관리했지만, 부품 관리를 위해 바코드를 약 10개 정도 읽어야 했기 때문에 작업 효율이 매우 나빴다. 이에 하라 마사히로(原昌宏)는 1992년부터 새로운 코드 개발을 시작했다. 1994년에 완성된 QR코드는 1998년 시점에서 일본 자동차 업계에서는 디 팩토가 되었다.

바코드는 가로 방향으로만 정보를 가지는 반면, QR 코드는 세로와 가로 방향으로 정보를 가져 저장할 수 있는 정보량이 많다. 숫자뿐만 아니라 영어, 한자 등 다국어 데이터도 저장할 수 있다. QR 코드에는 처음 만들어진 모델 1과 대형화에 대응한 모델 2가 있다. 크기는 버전 1의 21×21셀부터 버전 40의 177×177셀까지 4셀 단위로 정해져 있다.

일본에서 판매되는 카메라 내장 휴대전화·스마트폰은 QR 코드 읽기에 대응하고 있다. 구글(Google)의 안드로이드에서는 2차원 바코드 처리 라이브러리 "ZXing"가 오픈소스로 제공되고 있다. iOS 11부터는 아이폰(iPhone)과 아이패드(iPad)에서도 표준으로 QR 코드 읽기에 대응하게 되었다.

2014년, QR 코드 개발팀은 유럽 발명가상을 수상했다.

3. 특징

QR 코드는 가로, 세로 2차원 형태로 정보를 저장하여 기존 바코드보다 훨씬 많은 데이터를 담을 수 있다. 사진, 동영상, 지도, 명함 등 다양한 정보를 기록할 수 있다. QR 코드는 콰이어트 존, 위치 검출 패턴 (분리자 포함), 타이밍 패턴, 정렬 패턴, 포맷 정보, 버전 정보, 데이터 영역 (에러 정정 코드 영역 포함) 등의 영역으로 구성되어 데이터 표현과 읽기를 용이하게 한다.

QR 코드는 오류 정정 기능을 통해 코드 일부가 손상되어도 데이터를 복원할 수 있다. 특히, 리드-솔로몬 오류 정정을 사용하며, 높은 수준의 오류 정정 능력을 제공한다. 오류 정정 레벨은 L(낮음), M(중간), Q(사분위수), H(높음)의 네 가지가 있으며, 각각 데이터 바이트의 7%, 15%, 25%, 30%를 복원할 수 있다.

QR 코드는 버전 1부터 40까지 다양한 버전을 지원하며, 버전에 따라 정보량과 크기가 다르다. 버전 40-L (최대 저장 용량) 기준으로, 숫자 최대 7089자, 영숫자 최대 4296자, 8비트 바이트 최대 2953바이트, 한자/가나 1817자를 담을 수 있다.

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📌 열 고정 해제

최대 문자 저장 용량 (40-L)

입력 모드	최대 문자 수	비트/문자	가능한 문자, 기본 인코딩
숫자 전용	7,089	3	0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
영숫자	4,296	5	0–9, A–Z(대문자만), 공백$, %, *, +, -, ., /, :
이진/바이트	2,953	8	ISO/IEC 8859-1
한자/가나	1,817	13	Shift JIS X 0208

3.1. 파생 규격

마이크로 QR 코드는 기호 크기가 제한된 응용 프로그램을 위한 QR 코드 표준의 축소 버전이다. 위치 검출 패턴이 하나뿐이며, 2004년 11월 JIS X 0510으로 표준화되었다. 네 가지 버전(크기)이 있으며, 가장 작은 것은 11×11 모듈이며, 가장 큰 것은 35자리 숫자, 또는 21개의 ASCII 영숫자 문자, 또는 15바이트(128비트)를 저장할 수 있다.

iQR 코드는 덴소웨이브(DENSO WAVE)가 개발한 기존 정사각형 QR 코드의 대안이다. 정사각형 또는 직사각형 형태로 생성될 수 있으며, 원통형 물체와 같이 길고 좁은 직사각형 모양이 더 적합한 상황을 위해 고안되었다. iQR 코드는 기존 QR 코드보다 30% 적은 공간에 동일한 양의 정보를 담을 수 있다. 정사각형 iQR 코드는 61가지 버전, 직사각형 코드는 15가지 버전이 있다. 정사각형의 경우 최소 크기는 9 × 9 모듈이며, 직사각형은 최소 19 × 5 모듈이다. iQR 코드는 50% 오류 수정을 허용하는 오류 수정 레벨 S를 추가했다. 2015년 기준으로 iQR 코드는 ISO/IEC 규격을 받지 않았으며, 덴소웨이브의 독점 제품만이 iQR 코드를 생성하거나 읽을 수 있었다.
기존 QR 코드의 최소 셀 구성은 11×11셀이지만, iQR 코드는 9×9셀로 최소 셀 구성 면에서도 QR 코드보다 크기가 작다.
직사각형으로 만들 수 있는 것 외에도 정보량이 증가하고, 그에 따라 셀 수도 증가했다. 기존 QR 코드는 숫자 모드를 가정할 때, 최대 크기의 것(177×177셀)이라도 약 7,000자의 정보만 기록할 수 있었지만, iQR 코드(422×422셀)는 약 40,000자까지 기록할 수 있다.

직사각형 마이크로 QR 코드(rMQR, Rectangular Micro QR Code)는 좁고 긴 공간에 인쇄하는 것을 목적으로 한 규격이다. 2022년에 ISO/IEC 23941로 규격화되었다. 코드 크기는 32패턴 최소: 7×43셀(세로가 최소인 경우)・11×27셀(가로가 최소인 경우), 최대: 17×139셀이며, 정보량은 최소: 숫자 5자리, 영숫자 3자리, 바이너리 2자리, 한자 1자리 최대: 숫자 361자리, 영숫자 219자리, 바이너리 150자리, 한자 92자리이다. 오류 정정은 M(15%), H(30%)의 2종류이다.

프레임 QR 코드는 유연하게 사용할 수 있는 "캔버스 영역"이 있는 QR 코드이다. 코드 중앙에 데이터가 기록되지 않은 캔버스 영역을 마련하여 그곳에 그림이나 문자 등을 추가한 QR 코드이다. 반다이 남코 엔터테인먼트(バンダイナムコエンターテインメント)가 특허를 보유하고 있으며, 덴소웨이브(デンソーウェーブ)가 상표를 소유하고 있다.


tQR은 철도 차량 문의 개폐를 위해 개발된 특수 QR 코드로, 스마트폰 카메라로는 읽을 수 없도록 보안성을 높였다. tQR의 't'는 toughness(강인함)의 약자이다. 외곽선이 있으며 최대 50%의 손상에도 대응하는 것이 큰 특징이다. 덴소웨이브와 도쿄도 교통국이 공동 개발하였다.

4. 활용

QR 코드는 초기에 자동차 부품 생산 관리에 사용되었으며, 현재는 상품의 생산, 운송, 보관, 판매 등에서 널리 활용되고 있다.

광고 및 마케팅 분야에서 QR 코드는 광고, 명함, 웹사이트 등에 삽입되어 상세 정보 제공, 웹사이트 연결, 연락처 저장 등을 용이하게 한다.

알리페이(Alipay), 위챗 페이(WeChat Pay)와 같은 QR코드 결제 시스템이 중국에서 널리 사용된다. 제로페이는 대한민국에서 사용되는 QR코드 결제 시스템이다.

일본 프로 야구와 J리그에서는 QR 코드를 이용한 모바일 티켓 시스템이 사용되고 있다.

코로나19 팬데믹 이후, QR 코드는 건물 출입 시 접촉자 추적을 위한 정보 제공 수단으로 활용되고 있다.

구글은 QR 코드를 스캔하여 웹사이트에 자동으로 로그인하는 기능을 제공한다.

QR 코드를 통해 Wi-Fi 네트워크 정보를 쉽게 공유하고 연결할 수 있다.

일부 증강 현실 시스템에서 QR 코드는 3차원 공간 내 물체의 위치를 파악하는 데 사용된다.

일련번호가 부여된 QR 코드는 제품의 진품 여부를 확인하고 위조품을 감지하는 데 사용될 수 있다.

; 한국에서의 활용

한국에서는 서울시에서 소상공인의 결제 수수료 부담을 줄이고자 제로페이라는 QR코드 기반 결제 시스템을 시작했다. 제로페이는 구매자의 임시 코드를 생성하여 결제하는 방식으로 운영된다.

QR 코드는 모바일 티켓 시스템에도 활용된다. 일본 프로야구와 J리그 티켓처럼, 한국의 프로 스포츠 경기에서도 QR 코드를 이용한 모바일 티켓을 사용한다. COVID-19 팬데믹 이후, QR 코드는 비접촉식 시스템으로 활용되어 식당의 메뉴를 보거나, 접촉자 추적을 지원하기 위해 사용되기도 했다. 또한, COVID-19 예방 접종 증명서에도 QR 코드가 사용되어 증명서 정보를 확인할 수 있다.

4.1. 한국에서의 활용

한국에서는 서울시에서 소상공인의 결제 수수료 부담을 줄이고자 제로페이라는 QR코드 기반 결제 시스템을 시작했다. 제로페이는 구매자의 임시 코드를 생성하여 결제하는 방식으로 운영된다.

QR 코드는 모바일 티켓 시스템에도 활용된다. 일본 프로야구와 J리그 티켓처럼, 한국의 프로 스포츠 경기에서도 QR 코드를 이용한 모바일 티켓을 사용한다. COVID-19 팬데믹 이후, QR 코드는 비접촉식 시스템으로 활용되어 식당의 메뉴를 보거나, 접촉자 추적을 지원하기 위해 사용되기도 했다. 또한, COVID-19 예방 접종 증명서에도 QR 코드가 사용되어 증명서 정보를 확인할 수 있다.

5. 위험성

일반적인 QR 코드는 URL 데이터 유형으로 자바스크립트 코드를 호스팅할 수 있으며, 판독기, 웹 브라우저, 이미지 뷰어 등 호스트 시스템 애플리케이션의 취약성을 악용할 수 있다.

소프트웨어 악용 외에도 악성 QR 코드는 컴퓨터 내용과 사용자 개인 정보를 위험에 빠뜨릴 수 있으며, 이러한 행위는 "어태깅"(attagging)으로 알려져 있다. 악성 QR 코드는 쉽게 생성되어 합법적인 QR 코드 위에 부착될 수 있다. 스마트폰에서 판독기는 카메라 사용, 인터넷 액세스, 연락처 데이터 읽기/쓰기, GPS, 브라우저 기록 읽기, 로컬 저장소 읽기/쓰기, 전역 시스템 변경을 허용할 수 있다.

위험에는 위험한 웹사이트 링크, 마이크/카메라/GPS 활성화 및 원격 서버 스트리밍, 민감한 데이터(암호, 파일, 연락처, 거래) 분석, DDoS 공격, 이메일/SMS 메시지 전송, 개인 정보 설정 손상, 신원 도용, 악성 로직 포함 등이 있다. 이러한 작업은 사용자가 웹 페이지를 보는 동안 백그라운드에서 발생할 수 있다. 러시아에서는 악성 QR 코드로 인해 스캔한 휴대전화에서 $6 요금의 프리미엄 문자 메시지를 보내는 사례가 있었다. QR 코드는 오스틴, 샌 안토니오, 보스턴 등 여러 도시에서 주차 미터기 등에 부착되어 결제 옵션으로 위장하는 사기와 관련되어 있다.