Generatore di Nano ID

Introduzione

Un Nano ID è un generatore di ID unici in forma di stringa, sicuro e compatibile con gli URL. È progettato per creare identificatori compatti, non sequenziali e resistenti alle collisioni per varie applicazioni in sistemi distribuiti. Questo strumento consente di generare Nano ID con lunghezza e set di caratteri personalizzabili.

Come funzionano i Nano ID

I Nano ID vengono generati utilizzando un generatore di numeri casuali crittograficamente sicuro e un alfabeto personalizzabile. L'implementazione predefinita utilizza:

• Un alfabeto di 64 caratteri (A-Za-z0-9_-) che è compatibile con gli URL
• 21 caratteri di lunghezza

Questa combinazione fornisce un buon equilibrio tra lunghezza dell'ID e probabilità di collisione.

La formula per generare un Nano ID è:

1id = random(alfabeto, dimensione)
2

Dove random è una funzione che seleziona dimensione numero di caratteri dall'alfabeto con un generatore di numeri casuali crittograficamente sicuro.

Composizione di un Nano ID

Opzioni di personalizzazione

1. Lunghezza: Puoi regolare la lunghezza del Nano ID generato. Il valore predefinito è di 21 caratteri, ma può essere aumentato per una maggiore unicità o ridotto per ID più brevi.

2. Alfabeto: Il set di caratteri utilizzato per generare l'ID può essere personalizzato. Le opzioni includono:

   • Alfanumerico (predefinito): A-Za-z0-9_-
   • Numerico: 0-9
   • Alfabetico: A-Za-z
   • Personalizzato: Qualsiasi set di caratteri che definisci

Sicurezza e unicità

I Nano ID sono progettati per essere:

• Imprevedibili: Utilizzano un generatore casuale crittograficamente sicuro.
• Unici: La probabilità di collisioni è estremamente bassa con una lunghezza adeguata.

La probabilità di collisione dipende dalla lunghezza dell'ID e dal numero di ID generati. La probabilità di una collisione può essere calcolata utilizzando la formula:

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

Dove:

• k è il numero di ID generati
• n è il numero di ID possibili (lunghezza dell'alfabeto ^ lunghezza del Nano ID)

Ad esempio, con le impostazioni predefinite (alfabeto di 64 caratteri, lunghezza di 21 caratteri), è necessario generare ~1.36e36 ID per avere una probabilità dell'1% di almeno una collisione. Per mettere questo in prospettiva:

• Generando 1 milione di ID al secondo, ci vorrebbero ~433 anni per avere una probabilità dell'1% di collisione.
• È più probabile vincere più volte alla lotteria piuttosto che incontrare una collisione di Nano ID nella maggior parte delle applicazioni pratiche.

Casi d'uso

I Nano ID sono adatti per molte applicazioni, tra cui:

1. ID di record di database
2. Accorciatori di URL
3. ID di sessione nelle applicazioni web
4. Nomi di file temporanei
5. Sistemi distribuiti in cui la coordinazione è difficile

Confronto con altri metodi di ID

Storia e sviluppo

Il Nano ID è stato creato da Andrey Sitnik nel 2017 come un'alternativa più compatta all'UUID. È stato progettato per essere facile da usare in vari linguaggi di programmazione e ambienti, con un focus sulle applicazioni web.

Esempi di codice

Ecco esempi di generazione di Nano ID in diversi linguaggi di programmazione:

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

Migliori pratiche

1. Scegli una lunghezza appropriata in base ai tuoi requisiti di unicità.
2. Utilizza un generatore di numeri casuali crittograficamente sicuro.
3. Se utilizzi alfabeti personalizzati, assicurati che abbiano sufficiente entropia.
4. Memorizza i Nano ID come stringhe, non come interi, nei database.
5. Utilizza indici sulle colonne Nano ID per una ricerca efficiente.

Limitazioni e considerazioni

• I Nano ID non sono sequenziali, il che può influenzare le prestazioni del database in alcuni casi.
• Non sono leggibili dall'uomo o ordinabili per tempo di generazione.
• Gli alfabeti personalizzati possono influenzare la probabilità di collisione e dovrebbero essere scelti con attenzione.

Implementazione di un generatore di Nano ID nelle applicazioni web

Per implementare un generatore di Nano ID in un'applicazione web:

1. Installa la libreria Nano ID per il tuo linguaggio di backend.
2. Crea un endpoint API che genera e restituisce un Nano ID.
3. Utilizza JavaScript sul lato client per chiamare l'API quando necessario.

Esempio di implementazione con 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('Server in esecuzione sulla porta 3000'));
12

Implicazioni sulle prestazioni

La generazione di Nano ID è generalmente molto veloce. Su un computer tipico, può generare milioni di ID al secondo. Tuttavia, considera quanto segue:

• La velocità di generazione può variare a seconda del generatore di numeri casuali utilizzato.
• Gli alfabeti personalizzati o le lunghezze maggiori possono influenzare leggermente le prestazioni.
• Nei sistemi ad alto carico, considera la possibilità di generare ID in batch.

Probabilità di collisione e mitigazione

Per mitigare i rischi di collisione:

1. Aumenta la lunghezza del Nano ID per requisiti di unicità più elevati.
2. Implementa un controllo delle collisioni nella logica della tua applicazione.
3. Utilizza un alfabeto più grande se possibile.

Memorizzazione e indicizzazione dei Nano ID nei database

Quando lavori con i Nano ID nei database:

1. Memorizzali come VARCHAR o tipo stringa equivalente.
2. Utilizza la lunghezza completa del Nano ID per garantire l'unicità.
3. Crea un indice sulla colonna Nano ID per ricerche più veloci.
4. Considera l'utilizzo di un vincolo unico per prevenire duplicati a livello di database.

Esempio di SQL per creare una tabella 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

Seguendo queste linee guida e comprendendo le caratteristiche dei Nano ID, puoi implementare e utilizzarli efficacemente nelle tue applicazioni per generare identificatori compatti e unici.

Riferimenti

1. "Nano ID." GitHub, https://github.com/ai/nanoid. Consultato il 2 agosto 2024.
2. "UUID." Wikipedia, Wikimedia Foundation, https://en.wikipedia.org/wiki/Universally_unique_identifier. Consultato il 2 agosto 2024.
3. "Calcolatore di probabilità di collisione." Calcolatore di collisione Nano ID, https://zelark.github.io/nano-id-cc/. Consultato il 2 agosto 2024.
4. "Specifica ULID." GitHub, https://github.com/ulid/spec. Consultato il 2 agosto 2024.
5. "KSUID: ID unici globalmente ordinabili per tempo." GitHub, https://github.com/segmentio/ksuid. Consultato il 2 agosto 2024.
6. "ObjectID." Manuale MongoDB, https://docs.mongodb.com/manual/reference/method/ObjectId/. Consultato il 2 agosto 2024.