Nano ID Generator

Introduktion

En Nano ID er en lille, sikker, URL-venlig unik streng ID-generator. Den er designet til at skabe kompakte, ikke-sekventielle og kollisionsresistente identifikatorer til forskellige applikationer i distribuerede systemer. Dette værktøj giver dig mulighed for at generere Nano IDs med tilpasselig længde og tegnsæt.

Sådan fungerer Nano IDs

Nano IDs genereres ved hjælp af en kryptografisk stærk tilfældig talgenerator og et tilpasseligt alfabet. Den standardimplementering bruger:

• Et 64-tegns alfabet (A-Za-z0-9_-) som er URL-venligt
• 21 tegn i længden

Denne kombination giver en god balance mellem ID-længde og kollisionssandsynlighed.

Formlen for at generere en Nano ID er:

1id = random(alphabet, size)
2

Hvor random er en funktion, der vælger size antal tegn fra alphabet med en kryptografisk sikker tilfældig talgenerator.

Sammensætning af en Nano ID

Tilpasningsmuligheder

1. Længde: Du kan justere længden af den genererede Nano ID. Standard er 21 tegn, men den kan øges for højere unikhed eller reduceres for kortere IDs.

2. Alfabet: Tegnsættet, der bruges til at generere ID'en, kan tilpasses. Muligheder inkluderer:

   • Alfanumerisk (standard): A-Za-z0-9_-
   • Numerisk: 0-9
   • Alfabetisk: A-Za-z
   • Tilpasset: Ethvert sæt tegn, du definerer

Sikkerhed og Unikhed

Nano IDs er designet til at være:

• Uforudsigelige: De bruger en kryptografisk stærk tilfældig generator.
• Unikke: Sandsynligheden for kollisions er ekstremt lav med korrekt længde.

Kollisionssandsynligheden afhænger af ID-længden og antallet af genererede IDs. Sandsynligheden for en kollisions kan beregnes ved hjælp af formlen:

1P(kollision) = 1 - e^(-k^2 / (2n))
2

Hvor:

• k er antallet af genererede IDs
• n er antallet af mulige IDs (alfabetlængde ^ Nano ID længde)

For eksempel, med standardindstillingerne (64 tegns alfabet, 21 tegns længde), skal du generere ~1.36e36 IDs for at have 1% sandsynlighed for mindst én kollisions. For at sætte dette i perspektiv:

• At generere 1 million IDs pr. sekund, ville det tage ~433 år at have 1% chance for kollisions.
• Du er mere tilbøjelig til at vinde i lotteriet flere gange end at støde på en Nano ID-kollisions i de fleste praktiske anvendelser.

Brugssager

Nano IDs er velegnede til mange applikationer, herunder:

1. Databasepost-IDs
2. URL-forkortere
3. Session IDs i webapplikationer
4. Midlertidige filnavne
5. Distribuerede systemer, hvor koordinering er vanskelig

Sammenligning med Andre ID Metoder

Historie og Udvikling

Nano ID blev skabt af Andrey Sitnik i 2017 som et mere kompakt alternativ til UUID. Det blev designet til at være nemt at bruge i forskellige programmeringssprog og miljøer, med fokus på webapplikationer.

Kodeeksempler

Her er eksempler på at generere Nano IDs i forskellige programmeringssprog:

1// JavaScript
2import { nanoid } from 'nanoid';
3const id = nanoid(); // => "V1StGXR8_Z5jdHi6B-myT"
4

1## Python
2import nanoid
3id = nanoid.generate() # => "kqTSU2WGQPJzuWxfifTRX"
4

1## Ruby
2require 'nanoid'
3id = Nanoid.generate # => "7nj0iuNXoE0GnQNuH3b7v"
4

1// Java
2import com.aventrix.jnanoid.jnanoid.NanoIdUtils;
3String id = NanoIdUtils.randomNanoId(); // => "ku-gFr4Zx9QpfvLtO_8LH"
4

1// C#
2using Nanoid;
3var id = Nanoid.Generate(); // => "xGx2iKPNOEpGQBgJKU-Ow"
4

1// PHP
2<?php
3use Hidehalo\Nanoid\Client;
4$client = new Client();
5$id = $client->generateId(); // => "V1StGXR8_Z5jdHi6B-myT"
6?>
7

1// Rust
2use nanoid::nanoid;
3let id = nanoid!(); // => "V1StGXR8_Z5jdHi6B-myT"
4

1// Go
2import "github.com/matoous/go-nanoid/v2"
3id, err := gonanoid.New() // => "V1StGXR8_Z5jdHi6B-myT"
4

1// Swift
2import NanoID
3let id = NanoID.new() // => "V1StGXR8_Z5jdHi6B-myT"
4

Bedste Praksis

1. Vælg en passende længde baseret på dine unikhedskrav.
2. Brug en kryptografisk sikker tilfældig talgenerator.
3. Hvis du bruger brugerdefinerede alfabeter, skal du sikre dig, at de har tilstrækkelig entropi.
4. Opbevar Nano IDs som strenge, ikke heltal, i databaser.
5. Brug indekser på Nano ID-kolonner for effektiv forespørgning.

Begrænsninger og Overvejelser

• Nano IDs er ikke sekventielle, hvilket kan påvirke databaseydelsen i nogle tilfælde.
• De er ikke menneskeligt læselige eller sorterbare efter generationstid.
• Tilpassede alfabeter kan påvirke kollisionssandsynligheden og bør vælges omhyggeligt.

Implementering af en Nano ID Generator i Webapplikationer

For at implementere en Nano ID-generator i en webapplikation:

1. Installer Nano ID-biblioteket til dit backend-sprog.
2. Opret et API-endepunkt, der genererer og returnerer en Nano ID.
3. Brug klient-side JavaScript til at kalde API'en, når det er nødvendigt.

Eksempel på Express.js-implementering:

1const express = require('express');
2const { nanoid } = require('nanoid');
3
4const app = express();
5
6app.get('/generate-id', (req, res) => {
7  const id = nanoid();
8  res.json({ id });
9});
10
11app.listen(3000, () => console.log('Server kører på port 3000'));
12

Ydelsesmæssige Implikationer

Nano ID-generering er generelt meget hurtig. På en typisk computer kan den generere millioner af IDs pr. sekund. Men overvej følgende:

• Genereringshastigheden kan variere afhængigt af den tilfældige talgenerator, der bruges.
• Tilpassede alfabeter eller længere længder kan påvirke ydeevnen lidt.
• I højbelastede systemer skal du overveje at generere IDs i batch.

Kollisionssandsynlighed og Afhjælpning

For at afhjælpe kollisionsrisici:

1. Øg Nano ID-længden for højere unikhedskrav.
2. Implementer en kollisionskontrol i din applikationslogik.
3. Brug et større alfabet, hvis det er muligt.

Opbevaring og Indeksering af Nano IDs i Databaser

Når du arbejder med Nano IDs i databaser:

1. Opbevar dem som VARCHAR eller tilsvarende strengt type.
2. Brug den fulde længde af Nano ID'en for at sikre unikhed.
3. Opret et indeks på Nano ID-kolonnen for hurtigere opslag.
4. Overvej at bruge en unik begrænsning for at forhindre dubletter på databaseniveau.

Eksempel SQL til at oprette en tabel med en Nano ID:

1CREATE TABLE users (
2  id VARCHAR(21) PRIMARY KEY,
3  name VARCHAR(100),
4  email VARCHAR(100)
5);
6
7CREATE INDEX idx_users_id ON users (id);
8

Ved at følge disse retningslinjer og forstå egenskaberne ved Nano IDs kan du effektivt implementere og bruge dem i dine applikationer til at generere kompakte, unikke identifikatorer.

Referencer

1. "Nano ID." GitHub, https://github.com/ai/nanoid. Tilgået 2. aug. 2024.
2. "UUID." Wikipedia, Wikimedia Foundation, https://en.wikipedia.org/wiki/Universally_unique_identifier. Tilgået 2. aug. 2024.
3. "Kollisionssandsynlighed beregner." Nano ID Kollisionsberegner, https://zelark.github.io/nano-id-cc/. Tilgået 2. aug. 2024.
4. "ULID Spec." GitHub, https://github.com/ulid/spec. Tilgået 2. aug. 2024.
5. "KSUID: K-sorterbare globalt unikke ID'er." GitHub, https://github.com/segmentio/ksuid. Tilgået 2. aug. 2024.
6. "ObjectID." MongoDB Manual, https://docs.mongodb.com/manual/reference/method/ObjectId/. Tilgået 2. aug. 2024.