ULID Генератор

Въведение

ULID (Универсален Уникален Лексикографски Сортиран Идентификатор) е уникален идентификатор, който комбинира времеви печат с произволни данни, за да създаде низ от 26 символа. ULID-ите са проектирани да бъдат лексикографски сортирани, като същевременно поддържат висока степен на уникалност и произволност.

Структура на ULID

ULID се състои от две основни части:

1. Времеви печат (10 символа): Първите 10 символа представляват времето в милисекунди от Unix Epoch (1970-01-01).
2. Произволност (16 символа): Останалите 16 символа се генерират с помощта на криптографски сигурни произволни данни.

Полученият 26-символен низ е кодирани с помощта на базовата32 азбука на Крокфорд (0-9 и A-Z, с изключение на I, L, O и U).

Формула

ULID се генерира, като се следват следните стъпки:

1. Генерирайте 48-битов времеви печат (милисекунди от Unix Epoch).
2. Генерирайте 80 бита криптографски сигурни произволни данни.
3. Кодирайте комбинираните 128 бита с помощта на базовата32 кодировка на Крокфорд.

Изчисление

Генераторът на ULID извършва следните стъпки:

1. Вземете текущия времеви печат в милисекунди.
2. Генерирайте 10 произволни байта (80 бита) с помощта на криптографски сигурен генератор на случайни числа.
3. Комбинирайте времевия печат и произволните данни в 128-битов цяло число.
4. Кодирайте 128-битовото цяло число с помощта на базовата32 кодировка на Крокфорд.

Приложения

ULID-ите са полезни в различни сценарии, включително:

1. Ключове за база данни: ULID-ите могат да се използват като уникални идентификатори за записи в базата данни, осигурявайки уникалност и сортиране.
2. Разпределени системи: В разпределени среди, ULID-ите могат да се генерират без координация между възлите.
3. Логване и проследяване: ULID-ите могат да се използват за маркиране на записи в логовете или проследяване на събития, предоставяйки сортиран и уникален идентификатор.
4. Идентификатори, безопасни за URL: ULID-ите са безопасни за URL и могат да се използват в уеб приложения като идентификатори в URL адреси.

Алтернативи

Докато ULID-ите са многофункционални, има и други системи за уникални идентификатори, които да се разгледат:

1. UUID (Универсален Уникален Идентификатор): 128-битов идентификатор, който не включва компонент от времеви печат.
2. KSUID (K-Сортиран Уникален Идентификатор): Подобен на ULID, но с различно кодиране на времевия печат.
3. Snowflake ID: Системата за разпределено генериране на уникални идентификатори на Twitter, която включва времеви печат и идентификатор на работника.

История

ULID-ите бяха въведени през 2016 г. от Ализайн Феераста като алтернатива на UUID-ите. Те бяха проектирани да адресират някои ограничения на UUID-ите, особено по отношение на сортирането и четимостта. Спецификацията на ULID е останала стабилна от нейното въвеждане, като различни реализации са налични на различни програмни езици.

Примери

Ето някои примери за код за генериране на ULID в различни програмни езици:

1// JavaScript реализация
2function generateULID() {
3  const timestamp = Date.now().toString(36).padStart(10, '0');
4  const randomness = crypto.getRandomValues(new Uint8Array(16))
5    .reduce((acc, byte) => acc + byte.toString(36).padStart(2, '0'), '');
6  return (timestamp + randomness).toUpperCase();
7}
8
9console.log(generateULID());
10

1## Python реализация
2import time
3import secrets
4import base64
5
6def generate_ulid():
7    timestamp = int(time.time() * 1000).to_bytes(6, byteorder="big")
8    randomness = secrets.token_bytes(10)
9    return base64.b32encode(timestamp + randomness).decode("ascii").lower()
10
11print(generate_ulid())
12

1// Java реализация
2import java.security.SecureRandom;
3import java.time.Instant;
4
5public class ULIDGenerator {
6    private static final SecureRandom random = new SecureRandom();
7    private static final char[] ENCODING_CHARS = "0123456789ABCDEFGHJKMNPQRSTVWXYZ".toCharArray();
8
9    public static String generateULID() {
10        long timestamp = Instant.now().toEpochMilli();
11        byte[] randomness = new byte[10];
12        random.nextBytes(randomness);
13
14        StringBuilder result = new StringBuilder();
15        // Кодиране на времевия печат
16        for (int i = 9; i >= 0; i--) {
17            result.append(ENCODING_CHARS[(int) (timestamp % 32)]);
18            timestamp /= 32;
19        }
20        // Кодиране на произволността
21        for (byte b : randomness) {
22            result.append(ENCODING_CHARS[b & 31]);
23        }
24        return result.toString();
25    }
26
27    public static void main(String[] args) {
28        System.out.println(generateULID());
29    }
30  }
31

Тези примери демонстрират как да генерирате ULID в JavaScript, Python и Java. Можете да адаптирате тези функции според вашите специфични нужди или да ги интегрирате в по-големи системи, изискващи уникални идентификатори.

Референции

1. "ULID Спецификация." GitHub, https://github.com/ulid/spec. Достъпно на 2 авг. 2024.
2. "Кодиране с базата32 на Крокфорд." Кодиране с базата32, http://www.crockford.com/base32.html. Достъпно на 2 авг. 2024.
3. "UUID срещу ULID." Stack Overflow, https://stackoverflow.com/questions/54222235/uuid-vs-ulid. Достъпно на 2 авг. 2024.