Generador de Nano ID

Introducción

Un Nano ID es un generador de ID único en forma de cadena pequeña, segura y amigable con URL. Está diseñado para crear identificadores compactos, no secuenciales y resistentes a colisiones para diversas aplicaciones en sistemas distribuidos. Esta herramienta te permite generar Nano IDs con longitud y conjuntos de caracteres personalizables.

Cómo funcionan los Nano IDs

Los Nano IDs se generan utilizando un generador de números aleatorios criptográficamente fuerte y un alfabeto personalizable. La implementación predeterminada utiliza:

• Un alfabeto de 64 caracteres (A-Za-z0-9_-) que es amigable con URL
• 21 caracteres de longitud

Esta combinación proporciona un buen equilibrio entre la longitud del ID y la probabilidad de colisión.

La fórmula para generar un Nano ID es:

1id = random(alphabet, size)
2

Donde random es una función que selecciona size número de caracteres del alphabet con un generador de números aleatorios criptográficamente seguro.

Composición de un Nano ID

Opciones de personalización

1. Longitud: Puedes ajustar la longitud del Nano ID generado. El predeterminado es de 21 caracteres, pero se puede aumentar para mayor singularidad o disminuir para IDs más cortos.

2. Alfabeto: El conjunto de caracteres utilizado para generar el ID se puede personalizar. Las opciones incluyen:

   • Alfanumérico (predeterminado): A-Za-z0-9_-
   • Numérico: 0-9
   • Alfabético: A-Za-z
   • Personalizado: Cualquier conjunto de caracteres que definas

Seguridad y singularidad

Los Nano IDs están diseñados para ser:

• Impredecibles: Utilizan un generador aleatorio criptográficamente fuerte.
• Únicos: La probabilidad de colisiones es extremadamente baja con la longitud adecuada.

La probabilidad de colisión depende de la longitud del ID y del número de IDs generados. La probabilidad de una colisión se puede calcular utilizando la fórmula:

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

Donde:

• k es el número de IDs generados
• n es el número de posibles IDs (longitud del alfabeto ^ longitud del Nano ID)

Por ejemplo, con la configuración predeterminada (alfabeto de 64 caracteres, longitud de 21 caracteres), necesitas generar ~1.36e36 IDs para tener un 1% de probabilidad de al menos una colisión. Para poner esto en perspectiva:

• Generando 1 millón de IDs por segundo, tomaría ~433 años tener un 1% de probabilidad de colisión.
• Es más probable que ganes la lotería múltiples veces que encontrar una colisión de Nano ID en la mayoría de las aplicaciones prácticas.

Casos de uso

Los Nano IDs son adecuados para muchas aplicaciones, incluyendo:

1. IDs de registros de bases de datos
2. Acortadores de URL
3. IDs de sesión en aplicaciones web
4. Nombres de archivos temporales
5. Sistemas distribuidos donde la coordinación es difícil

Comparación con otros métodos de ID

Historia y desarrollo

Nano ID fue creado por Andrey Sitnik en 2017 como una alternativa más compacta al UUID. Fue diseñado para ser fácil de usar en varios lenguajes de programación y entornos, con un enfoque en aplicaciones web.

Ejemplos de código

Aquí hay ejemplos de generación de Nano IDs en diferentes lenguajes de programación:

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

Mejores prácticas

1. Elige una longitud adecuada según tus requisitos de singularidad.
2. Utiliza un generador de números aleatorios criptográficamente seguro.
3. Si usas alfabetos personalizados, asegúrate de que tengan suficiente entropía.
4. Almacena los Nano IDs como cadenas, no como enteros, en bases de datos.
5. Usa índices en las columnas de Nano ID para consultas eficientes.

Limitaciones y consideraciones

• Los Nano IDs no son secuenciales, lo que puede afectar el rendimiento de la base de datos en algunos casos.
• No son legibles por humanos ni ordenables por tiempo de generación.
• Los alfabetos personalizados pueden afectar la probabilidad de colisión y deben elegirse con cuidado.

Implementación de un generador de Nano ID en aplicaciones web

Para implementar un generador de Nano ID en una aplicación web:

1. Instala la biblioteca Nano ID para tu lenguaje de backend.
2. Crea un endpoint API que genere y devuelva un Nano ID.
3. Usa JavaScript del lado del cliente para llamar a la API cuando sea necesario.

Ejemplo de implementación en Express.js:

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('Servidor en ejecución en el puerto 3000'));
12

Implicaciones de rendimiento

La generación de Nano ID es generalmente muy rápida. En una computadora típica, puede generar millones de IDs por segundo. Sin embargo, considera lo siguiente:

• La velocidad de generación puede variar según el generador de números aleatorios utilizado.
• Los alfabetos personalizados o longitudes más largas pueden afectar ligeramente el rendimiento.
• En sistemas de alta carga, considera generar IDs en lotes.

Probabilidad de colisión y mitigación

Para mitigar los riesgos de colisión:

1. Aumenta la longitud del Nano ID para mayores requisitos de singularidad.
2. Implementa una verificación de colisión en la lógica de tu aplicación.
3. Usa un alfabeto más grande si es posible.

Almacenamiento e indexación de Nano IDs en bases de datos

Al trabajar con Nano IDs en bases de datos:

1. Almacénalos como VARCHAR o tipo de cadena equivalente.
2. Usa la longitud completa del Nano ID para asegurar la singularidad.
3. Crea un índice en la columna de Nano ID para búsquedas más rápidas.
4. Considera usar una restricción única para prevenir duplicados a nivel de base de datos.

Ejemplo de SQL para crear una tabla con un 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

Siguiendo estas pautas y entendiendo las características de los Nano IDs, puedes implementar y usarlos eficazmente en tus aplicaciones para generar identificadores únicos y compactos.

Referencias

1. "Nano ID." GitHub, https://github.com/ai/nanoid. Consultado el 2 de agosto de 2024.
2. "UUID." Wikipedia, Fundación Wikimedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Universally_unique_identifier. Consultado el 2 de agosto de 2024.
3. "Calculadora de probabilidad de colisión." Calculadora de colisión de Nano ID, https://zelark.github.io/nano-id-cc/. Consultado el 2 de agosto de 2024.
4. "Especificación de ULID." GitHub, https://github.com/ulid/spec. Consultado el 2 de agosto de 2024.
5. "KSUID: IDs globalmente únicos ordenables por tiempo." GitHub, https://github.com/segmentio/ksuid. Consultado el 2 de agosto de 2024.
6. "ObjectID." Manual de MongoDB, https://docs.mongodb.com/manual/reference/method/ObjectId/. Consultado el 2 de agosto de 2024.