二维码加密技术在招考录取中的应用与实现

薛建华

(南京理工大学泰州科技学院，江苏 泰州 225300)

0 引言

为维护招考录取的公平公正，社会各界付出了大量努力，但仍存在信息不对称、信息获取不够便捷、考生及家长认知不够等问题，让不法分子有隙可乘。提升信息技术手段，成为解决问题的有效途径之一。

本文以二维码为接口设计了一套信息管理方案，让不同角色用户扫描考生唯一二维码，能按其权限访问对应的应用场景子系统；在招考录取中实现考试身份鉴别、招生录取凭证、新生报到验证等功能，同时作为考生及家长获取考试成绩、录取结果、报到事项等关键信息的权威渠道。

1 二维码

二维码是用特定的几何图形按一定规律在平面上分布形成的图案，具备容错能力强、译码可靠性高、成本低廉等优点，有线上、离线两种应用方式[1-2]。本文采用其线上应用方案。

2 二维码应用与实现

2.1 方案设计与原理

二维码由省级招考机构生成，每位考生唯一，可印制于准考证上，蕴含考生标识参数、服务端地址等信息。客户端扫描二维码后，携带加密参数访问省级招考机构服务器。服务端解密参数后，根据业务需求分发至功能模块进行处理，最后返回信息至客户端显示(见图1)。

图1 方案实现原理

方案涉及省级招考机构、考试监考、招生院校、考生及家长4个层面，主要结构如图2所示。

图2 方案整体用例

方案的关键在服务端分发处理请求部分，难点在于考生、监考、招生院校等不同角色的客户端扫描考生的唯一二维码，服务端如何区别访问请求的差异。这里阐述两个解决思路：

(1)利用Cookie或LocalStorage将用户角色标识保存在客户端本地。客户端解析二维码发出请求时，携带角色标识，服务端便能分辨访问请求的差别。

(2)针对不同业务场景设计开发专用App。App解析二维码后，根据业务重新定义访问请求。系统不但能区分访问请求，还能限定应用边界，更加安全。

2.2 二维码生成及加密

生成二维码的序列如图3所示。工作人员设定起止范围后，系统从数据库中调取考生信息，引入循环逐一加密考生id，调用QRMaker等控件生成二维码文件，并在数据库中记录二维码存储路径，输出运行进度。

图3 生成二维码的序列

过程中的加密操作用来提高系统安全性。这里以考生号为例阐述一个加密思路：

第1步，加密[3]。在考生号字符串若干位置随机插入混淆字符，让加密后的密文长度和样式随机多变，提高破解难度。

第2步，添加校验码。用MD5等算法运算上一步的结果，并将算出的校验码插入特定位置，确保数据在加密、解密以及传输过程中安全、可靠。

第3步，AES加密。用AES算法对上一步的结果加密；若条件允许，尽可能增加密钥长度或进行多轮加密，降低破解可能性。

服务端解密时，将上述各步骤倒置即可。

2.3 考试身份鉴别

考场考务人员根据扫描准考证二维码显示的信息，能够辨别考生身份，减少替考的发生概率，还能达到以下目的：

(1)鉴别准考证真伪。社会各类印制品准考证伪造门槛较低，传统方法提升防伪能力有限且成本极高。本文方案只要在现行准考证上加印考生二维码，无需额外投入便可大幅提高防伪性能；伪造准考证意味着必须攻破省级招考机构数据中心，门槛大幅提高。

(2)保护考生隐私。现行准考证上普遍印有照片、身份证号等考生隐私信息，有的还印着动态口令等极其重要的内容，一旦遗失后果不堪设想。本文方案将上述隐私信息转移至服务端数据源中，不再印制于准考证上，通过安全设备或软件解析准考证二维码方可读取，避免准考证泄露个人信息造成安全威胁。

(3)方便考务拓展。二维码作为考生的识别标识，在鉴别身份基础上可实现考务管理智能化拓展，如考试签到、统一授时、考场报告等；考点还可采用闸机等设备实现无接触验签，进一步降低考务压力和人力投入。

2.4 信息查询

考生及家长扫描准考证二维码，便能查询到省级招考机构发布的准确、可靠信息。在招考录取不同阶段，系统通过辨识考生状态码，对其呈现对应焦点信息，如表1所示。

表1 考生状态及扫码显示内容

相比于现行各种招考查询，上述设计具有以下特点：

(1)信息渠道唯一，“一码扫描查到底”。招考全程所有信息查询，扫描同一个二维码即可，不再如以往要访问成绩查询、录取查询等多个系统。

(2)信息获取便捷，降低操作难度。考生及家长扫描二维码即可获取信息，无需证件号码、密码、动态口令、验证码等烦琐验证。

(3)信息推送聚焦，传递交互高效。通过预设逻辑区别呈现招考各阶段焦点内容，比如考前着重考试提醒、录取推送动态和结果等。

(4)信息发布同步，便于形成统一共识。信息源由省级招考机构掌握，信息的时效性、权威性能得到专业水准的保障，有利于形成社会共识。

2.5 电子录取凭证

本文效仿国外高校电子录取凭证的做法，录取通知书以图片或PDF电子文件形式呈现。省级招考机构组织招生院校预先设定好报到入学时间、地点、注意事项等。考生扫码查询到录取结果时，系统利用canvas2image，jsPDF等控件，调取通知书报表、录取结果及报到事项生成电子录取通知书，自动保存至客户端。系统在电子录取通知书中加入考生二维码作防伪验证，也可用数字签名技术进一步提高安全性。

录取通知书电子化，将节省大量成本，考生和家长无须焦虑等待。电子录取通知书与省级招考机构数据源联动，让伪造通知书、篡改录取专业等诈骗手段不再有生存土壤。

2.6 新生报到验证

考生二维码将作为招生院校新生报到的身份识别接口，调用省级招考机构的数据源信息验证报到新生身份，防止冒名顶替。

本文设计的报到验证流程，除常见的核验照片、身份证、录取通知书等环节，增设了随机询问验证，针对考生报名、考试、录取等过程产生的数据设计若干问题，随机抽取1～3个询问，进一步提高身份验证的可靠性，具体如图4所示。

图4 报到验证流程

3 结语

本文利用二维码设计了一套方案，在招考录取中实现考试身份鉴别、招生录取凭证、新生报到验证等一系列应用，并作为考生及家长查询考试成绩、录取结果、报到事项等重要信息的接口。该方案既能让信息在省级招考机构、考试监考、招生院校、考生及家长等各层面互通共享，又能按用户角色限定应用场景，明确安全边界。

对比现行做法，本文方案具有以下特点和优势：

(1)省级招考机构作为唯一数据源，集中管控、集中防护，不但更加安全，也可进一步规范各级单位工作程序，能及时发现、消除各类潜在风险。

(2)信息发布渠道唯一化，其时效性、权威性能得到保障，在当前信息爆炸的形势下有利于形成共识，促进社会稳定。

(3)方案易推广、普及且运行机制可靠、成本低廉，能降低教育系统目前在招考录取中的大量成本。