تولید کننده Nano ID

مقدمه

یک Nano ID یک تولید کننده شناسه منحصر به فرد، کوچک، امن و سازگار با URL است. این ابزار برای ایجاد شناسه‌های فشرده، غیر ترتیبی و مقاوم در برابر برخورد برای برنامه‌های مختلف در سیستم‌های توزیع شده طراحی شده است. این ابزار به شما امکان می‌دهد تا Nano ID هایی با طول و مجموعه کاراکترهای قابل تنظیم تولید کنید.

نحوه کار Nano ID ها

Nano ID ها با استفاده از یک تولید کننده عدد تصادفی قوی از نظر رمزنگاری و یک الفبای قابل تنظیم تولید می‌شوند. پیاده‌سازی پیش‌فرض از:

• یک الفبای 64 کاراکتری (A-Za-z0-9_-) که سازگار با URL است
• 21 کاراکتر در طول

این ترکیب تعادل خوبی بین طول شناسه و احتمال برخورد فراهم می‌کند.

فرمول تولید یک Nano ID به صورت زیر است:

1id = random(alphabet, size)
2

که در آن random تابعی است که size تعداد کاراکتر را از alphabet با یک تولید کننده عدد تصادفی قوی انتخاب می‌کند.

ترکیب یک Nano ID

گزینه‌های سفارشی‌سازی

1. طول: شما می‌توانید طول Nano ID تولید شده را تنظیم کنید. پیش‌فرض 21 کاراکتر است، اما می‌توان آن را برای منحصر به فردی بیشتر افزایش داد یا برای شناسه‌های کوتاه‌تر کاهش داد.

2. الفبا: مجموعه کاراکترهای استفاده شده برای تولید شناسه می‌تواند سفارشی شود. گزینه‌ها شامل:

   • عدد و حروف (پیش‌فرض): A-Za-z0-9_-
   • عددی: 0-9
   • حروف الفبا: A-Za-z
   • سفارشی: هر مجموعه کاراکتری که شما تعریف کنید

امنیت و منحصر به فردی

Nano ID ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که:

• غیر قابل پیش‌بینی: آنها از یک تولید کننده عدد تصادفی قوی از نظر رمزنگاری استفاده می‌کنند.
• منحصر به فرد: احتمال برخورد در صورت استفاده صحیح از طول بسیار پایین است.

احتمال برخورد به طول شناسه و تعداد شناسه‌های تولید شده بستگی دارد. احتمال برخورد می‌تواند با استفاده از فرمول زیر محاسبه شود:

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

که در آن:

• k تعداد شناسه‌های تولید شده است
• n تعداد شناسه‌های ممکن (طول الفبا ^ طول Nano ID)

به عنوان مثال، با تنظیمات پیش‌فرض (الفبای 64 کاراکتری، طول 21 کاراکتر)، شما باید حدود 1.36e36 شناسه تولید کنید تا 1% احتمال برخورد حداقل یک بار وجود داشته باشد. برای قرار دادن این در چشم‌انداز:

• تولید 1 میلیون شناسه در ثانیه، حدود 433 سال طول می‌کشد تا 1% شانس برخورد داشته باشید.
• شما بیشتر احتمال دارد که در قرعه‌کشی برنده شوید تا اینکه در اکثر برنامه‌های عملی با برخورد Nano ID مواجه شوید.

موارد استفاده

Nano ID ها برای بسیاری از برنامه‌ها مناسب هستند، از جمله:

1. شناسه‌های رکورد پایگاه داده
2. کوتاه‌کننده‌های URL
3. شناسه‌های نشست در برنامه‌های وب
4. نام‌های فایل موقتی
5. سیستم‌های توزیع شده که هماهنگی در آن‌ها دشوار است

مقایسه با سایر روش‌های شناسه

تاریخچه و توسعه

Nano ID توسط آندری سیتنیک در سال 2017 به عنوان یک جایگزین فشرده‌تر برای UUID ایجاد شد. این ابزار برای استفاده آسان در زبان‌ها و محیط‌های مختلف برنامه‌نویسی طراحی شده است و بر برنامه‌های وب تمرکز دارد.

مثال‌های کد

در اینجا مثال‌هایی از تولید Nano ID در زبان‌های برنامه‌نویسی مختلف آورده شده است:

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

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

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

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

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

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

بهترین شیوه‌ها

1. طول مناسب را بر اساس نیازهای منحصر به فردی خود انتخاب کنید.
2. از یک تولید کننده عدد تصادفی قوی از نظر رمزنگاری استفاده کنید.
3. اگر از الفبای سفارشی استفاده می‌کنید، اطمینان حاصل کنید که دارای مقدار کافی از تصادفی بودن است.
4. Nano ID ها را به عنوان رشته ذخیره کنید، نه اعداد، در پایگاه‌های داده.
5. بر روی ستون‌های Nano ID در پایگاه داده‌ها ایندکس ایجاد کنید تا جستجوها به طور مؤثر انجام شوند.

محدودیت‌ها و ملاحظات

• Nano ID ها غیر ترتیبی هستند، که ممکن است بر عملکرد پایگاه داده در برخی موارد تأثیر بگذارد.
• آنها قابل خواندن برای انسان نیستند یا بر اساس زمان تولید قابل مرتب‌سازی نیستند.
• الفبای سفارشی ممکن است بر احتمال برخورد تأثیر بگذارد و باید با احتیاط انتخاب شود.

پیاده‌سازی یک تولید کننده Nano ID در برنامه‌های وب

برای پیاده‌سازی یک تولید کننده Nano ID در یک برنامه وب:

1. کتابخانه Nano ID را برای زبان پشتیبان خود نصب کنید.
2. یک نقطه پایانی API ایجاد کنید که یک Nano ID تولید و برگرداند.
3. از جاوا اسکریپت سمت مشتری برای فراخوانی API در زمان نیاز استفاده کنید.

پیاده‌سازی مثال 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('سرور در حال اجرا بر روی پورت 3000'));
12

پیامدهای عملکرد

تولید Nano ID معمولاً بسیار سریع است. در یک کامپیوتر معمولی، می‌تواند میلیون‌ها شناسه در ثانیه تولید کند. با این حال، موارد زیر را در نظر بگیرید:

• سرعت تولید ممکن است بسته به تولید کننده عدد تصادفی استفاده شده متفاوت باشد.
• الفبای سفارشی یا طول‌های بیشتر ممکن است تأثیر جزئی بر عملکرد داشته باشد.
• در سیستم‌های با بار بالا، در نظر بگیرید که شناسه‌ها را به صورت دسته‌ای تولید کنید.

احتمال برخورد و کاهش آن

برای کاهش خطرات برخورد:

1. طول Nano ID را برای نیازهای منحصر به فردی بیشتر افزایش دهید.
2. در منطق برنامه خود یک بررسی برخورد پیاده‌سازی کنید.
3. در صورت امکان از الفبای بزرگتر استفاده کنید.

ذخیره‌سازی و ایندکس‌گذاری Nano ID ها در پایگاه‌های داده

هنگام کار با Nano ID ها در پایگاه‌های داده:

1. آنها را به عنوان نوع رشته VARCHAR یا معادل آن ذخیره کنید.
2. از طول کامل Nano ID برای اطمینان از منحصر به فردی استفاده کنید.
3. بر روی ستون Nano ID ایندکس ایجاد کنید تا جستجوها سریع‌تر انجام شوند.
4. در نظر بگیرید که از یک محدودیت منحصر به فرد برای جلوگیری از تکرار در سطح پایگاه داده استفاده کنید.

مثال SQL برای ایجاد یک جدول با 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

با پیروی از این راهنماها و درک ویژگی‌های Nano ID ها، می‌توانید به طور مؤثر آنها را در برنامه‌های خود پیاده‌سازی و استفاده کنید تا شناسه‌های فشرده و منحصر به فرد تولید کنید.

منابع

1. "Nano ID." گیت‌هاب، https://github.com/ai/nanoid. دسترسی در 2 اوت 2024.
2. "UUID." ویکی‌پدیا، بنیاد ویکی‌مدیا، https://en.wikipedia.org/wiki/Universally_unique_identifier. دسترسی در 2 اوت 2024.
3. "محاسبه‌گر احتمال برخورد." محاسبه‌گر برخورد Nano ID، https://zelark.github.io/nano-id-cc/. دسترسی در 2 اوت 2024.
4. "ULID Spec." گیت‌هاب، https://github.com/ulid/spec. دسترسی در 2 اوت 2024.
5. "KSUID: شناسه‌های جهانی قابل مرتب‌سازی بر اساس زمان." گیت‌هاب، https://github.com/segmentio/ksuid. دسترسی در 2 اوت 2024.
6. "ObjectID." راهنمای MongoDB، https://docs.mongodb.com/manual/reference/method/ObjectId/. دسترسی در 2 اوت 2024.