50 Jahre Barcode: Wie ein paar Striche die Welt veränderten

Die fortwährende Verwendung von Barcodes, optischen Datenträgern, kann als Beleg fortwährender Digitalisierung gesehen werden. Die Sequenz von parallelen Strichen auf Produktverpackungen erzeugt eine maschinenlesbare Schrift, die das Einscannen an der Kasse – und somit digitale Vernetzung – ermöglicht. Mittlerweile kommt der (aus dem Einzelhandel stammende) Barcode in allen Branchen zum Einsatz, die BBC bezeichnet ihn als „eines der 50 wichtigsten Dinge, die unsere Weltwirtschaft verändert haben“. Anlässlich seines 50-jährigen Jubiläums lohnt sich ein Blick in seine Geschichte.

Wer erfand den Barcode und wann kam er erstmals zum Einsatz?

Bereits 1949, zwei Jahre nachdem er seinen Bachelor in Maschinenbau erlangt hatte, skizzierte der US-Amerikaner Norman Joseph Woodland erste Ideen zum Barcode. Zusammen mit seinem Landsmann Bernard Silver, einem Elektrotechniker, meldete Woodland das Barcode-Konzept 1952 zum Patent an. Nachdem sich im April 1973 die zehn US-Branchenführer aus dem Lebensmittelsektor auf die Verwendung eines einheitlichen Symbols geeinigt hatten, wurde Woodlands und Silvers patentierte Idee realisiert: der Universal Product Code (U.P.C.) zur Identifikation von Lebensmittelprodukten war das praxistaugliche Ergebnis. Am 26. Juni 1974 wurde in einem Marsh-Supermarkt in Troy, Ohio, USA, das erste Produkt mithilfe jenes neuen Barcode-Systems an der Kasse gescannt: eine Packung Wrigley's-Kaugummi.

Drei Jahre später fasste der Barcode auch in Europa Fuß, als Organisationen aus 12 europäischen Ländern in Brüssel die European Article Numbering Association (EAN) gründeten. Der 1977 etablierte EAN-Barcode war von Anfang an vollständig kompatibel mit dem nordamerikanischen U.P.C.-Barcode, was internationalen Handel in einer zunehmend globalisierten Welt begünstigte und noch immer begünstigt.

Wie funktioniert ein Barcode?

Barcodes sind optische Darstellungen von Daten in Folgen vertikaler Linien, die eine unterschiedliche Breite aufweisen. Diese Daten sind kodiert und können von Maschinen erfasst und verarbeitet werden. Dies geschieht mithilfe eines Barcode-Scanners, dessen zentrale Bestandteile die Leseeinheit und die Dekodiereinheit darstellen. Bei der Datenerfassung werden Rotlicht oder Infrarotlicht reflektiert und von einem Fotosensor aufgezeichnet. Da jedoch nur Weiß den Laserstrahl reflektiert (Schwarz wird nicht erfasst), bilden die Striche auf dem Barcode eine semiotische Folge: die ausgelassenen schwarzen Striche symbolisieren eine 1, die erfassten weißen eine 0. Den dadurch entstandenen Binärcode kann ein Computer entschlüsseln und weiterverarbeiten.

Welche Infos werden mit Barcodes ausgelesen?

Barcodes können verschiedene Arten von Informationen enthalten, diese sind abhängig von ihrer Verwendung. Hier haben wir für Sie die 5 häufigsten Informationen aufgelistet, die mit Barcodes ausgelesen werden.

• Produktinformationen

Werden Barcodes auf Einzelhandelsprodukten oder in der Lebensmittelindustrie verwendet, enthalten sie meist die Artikelnummer, Produkt- und Markennamen, Gewicht, Größe und den Preis.

• Versandinformationen

Barcodes auf Paketen und Versand-Etiketten geben Aufschluss über Lieferadresse und -datum, den Absender und den Versanddienstleister.

• Inventarinformationen

In Lagerhallen werden Barcodes verwendet, um Warenbestände zu verwalten. So lassen sich beispielsweise Artikelnummern, Produktmengen und der Standort im Gebäude bzw. im Regal ablesen.

• Mitgliedschafts- und Kundeninformationen

In Kundenkarten und Mitgliedsausweisen kommen Barcodes zum Einsatz, um Informationen zu Namen, Adressen, Ablaufdaten, Bonuspunkten und Rabattaktionen zu speichern.

• Zahlungsinformationen

In Apps von Online-Bezahldiensten wie Paypal können mittels Barcodes Informationen zu Transaktionsmethoden, Beträgen und Empfängerlisten gespeichert werden.

Aus 1D wird 2D: QR-Codes etablieren sich

Im Gegensatz zu eindimensionalen Barcodes bestehen zweidimensionale Quick Response-Codes aus einer quadratischen Matrix, wodurch die codierten Daten binär dargestellt werden können. Diese sind wiederum durch einen Code erweitert, der eine automatische Fehlerkorrektur ermöglicht. Die höhere Zeichenkapazität in der Codierung ist eine weitere Stärke des QR-Codes, der 1994 von der japanischen Denso-Corporation entwickelt wurde. So können EAN-Barcodes maximal eine 13-stellige Nummer verschlüsseln, QR-Codes hingegen etwa 4.000 Buchstaben und über 7.000 Zahlen. Trotz der größeren Datenkapazität sind QR-Codes platzsparender. Da sie nur 42 % des Platzes eines 1D-Barcodes benötigen, eignen sie sich besonders für Verpackungen kleinerer Produkte. Im Gegensatz zu 1D-Barcodes können QR-Codes mit mobilen Endgeräten ausgelesen werden, die schnellere Datenübermittlung dient Unternehmen außerdem zu Marketingzwecken oder Registrierungen. Neben der Artikelnummer können in QR-Codes auch Informationen wie das Verfallsdatum, die Chargen- oder die Seriennummer verschlüsselt werden.

Trotz alledem ist der 1D-Barcode alles andere als eine veraltete Technologie, deren Verwendung in der Warenwirtschaft keinen Sinn mehr macht. Auch hier gilt: technische Lösungen werden hinsichtlich der Anwendungssituation gewählt. Der kostengünstige, weltweit eindeutig verständliche und interoperable 1D-Barcode stellt für viele Unternehmen nach wie vor eine unverzichtbare Technologie dar.

Welche 2D-Codes gibt es neben den QR-Codes?

Quick Response-Codes sind zwar die am häufigsten verwendeten 2D-Codes, dennoch lohnt sich ein Blick auf die weniger bekannten zweidimensionalen Varianten. Wir möchten Ihnen sechs wichtige 2D-Codes neben dem QR-Code präsentieren:

• Data Matrix Code

Der vom Beleuchtungs- und Gebäudemanagementanbieter Acuity aus Atlanta, Georgia, USA, in den späten 1980er-Jahren entwickelte Data Matrix Code nutzt einen CRC-Algorithmus zur Fehlererkennung: zyklische Redundanzprüfung ermöglicht eine selbstständige Datenkorrektur. Dieser 2D-Code kommt vor allem in hochtechnologischen und medizinischen Bereichen zum Einsatz. So werden Data Matrix Codes beispielsweise für permanente Laser-Direktbeschriftungen von Leiterplatten, Nadelprägungen im Automobilbau, chemische Analysegeräte, elektronische Rezepte und Medikationspläne eingesetzt.

• Maxicode

Der 1989 vom New Yorker Unternehmen Symbol Technologies entwickelte Maxicode weist eine Matrix aus hexagonalen Modulen auf, welche die Daten in Form von Mustern darstellen. Maxicodes beinhalten bis zu 93 alphanumerische Zeichen, 138 numerische Zeichen oder 191 Bytes an binären Daten. Da Maxicodes auch an ungünstigen Positionen und in beschädigter Form gescannt werden können, kommen sie oft in der Logistik und im Transportwesen zum Einsatz.

• PDF417

In den 1990er-Jahren entwickelte Symbol Technologies mit der Portable Data File 417 einen weiteren zweidimensionalen Code. Die aus schwarzen und weißen Quadraten bestehende PDF417 speichert bis zu 1,8 Kilobyte an Daten in horizontalen und vertikalen Abschnitten, was circa 1.800 konventionellen oder 2.700 numerischen Zeichen entspricht. Anwendungsbereiche liegen beispielsweise in der Paketverfolgung, der Verwaltung von Personalausweisen und Führerscheinen und der Steuerung von Zugangskarten.

• Aztec Code

Der 1995 vom ebenfalls in New York ansässigen Medizintechnik-Anbieter Welch Allyn entwickelte Aztec Code kann im Gegensatz zu anderen 2D-Codes bis zu 3.000 alphanumerische Zeichen und über eine Mrd. binäre Datenpunkte speichern. Ist die entsprechende App oder Software installiert, können Smartphones und Tablets als Lesegeräte für Aztec Codes verwendet werden, die meist im Transportwesen zum Einsatz kommen.

• Semacode

Mitte der 2000er-Jahre entwickelte der kanadische Software-Anbieter Semacode den gleichnamigen 2D-Code, um möglichst unkompliziert Daten durch Mobiltelefone auslesen zu lassen. Der Semacode kann beispielsweise URLs, Texte und Kontaktdaten speichern und wird meist zu Werbe- und Marketingzwecken eingesetzt.

• Dot Code

Der 2009 von der AIM Group entwickelte Dot Code kann neben binären Daten auch Grafiken codieren. Potenzielle Übertragungs- oder Speicherfehler werden durch sogenannte Vorwärtsfehlerkorrektur erkannt und behoben, die auch im digitalen Fernsehen und im Mobilfunk eingesetzt wird. Im Gegensatz zu konkurrierenden 2D-Codes wie dem Quick Response-Code oder dem Data Matrix Code konstituiert sich der Dot Code aus variabel angeordneten runden Punkten, nicht aus quadratischen Modulen. Da er auf unebenen Oberflächen und unter schwierigen Bedingungen wie Hitze, Staub und Feuchtigkeit gut lesbar bleibt, kommt der Dot Code häufig in der Logistik und der Automobilindustrie zum Einsatz.

Welche Datenschutz-Risiken bergen Barcodes?

Zwar enthalten 1D-Barcodes für sich betrachtet keine persönlichen Informationen, trotzdem bestehen Datenschutz-Risiken bei der konkreten Anwendung. Insbesondere die Verknüpfung mit personenbezogenen Daten stellt eine mögliche Gefahr dar, wenn beispielsweise auf Datenbanken zugegriffen wird, die unverschlüsselte Informationen zu Namen und Adressen enthalten. Durch manipulierte 1D-Barcodes, die anstelle der echten auf ein Produkt geklebt werden, können Kriminelle ebenfalls an personenbezogene Daten gelangen.

Das weitaus größere Datenschutz-Risiko bergen jedoch die zweidimensionalen Barcodes, weil diese eine direkte Verbindung zwischen der digitalen und der physischen Information erzeugen. Personenbezogene Daten wie Namen, Wohnadressen, E-Mail-Adressen und Telefonnummern können von Unbefugten abgegriffen werden, beispielsweise durch Malware oder Phishing-Attacken. So versuchen Cyber-Kriminelle zum Beispiel mittels QR-Codes Userinnen und User auf gefälschte Apps oder Websites umzuleiten, wo vertrauliche Informationen eingegeben werden sollen.