나노 ID 생성기

소개

나노 ID는 작고 안전하며 URL 친화적인 고유 문자열 ID 생성기입니다. 이는 분산 시스템의 다양한 응용 프로그램을 위해 컴팩트하고 비순차적이며 충돌 저항성이 있는 식별자를 생성하도록 설계되었습니다. 이 도구를 사용하면 사용자 정의 길이 및 문자 집합으로 나노 ID를 생성할 수 있습니다.

나노 ID 작동 방식

나노 ID는 암호학적으로 강력한 난수 생성기와 사용자 정의 알파벳을 사용하여 생성됩니다. 기본 구현은 다음을 사용합니다:

• URL 친화적인 64자 알파벳 (A-Za-z0-9_-)
• 길이 21자

이 조합은 ID 길이와 충돌 확률 사이의 좋은 균형을 제공합니다.

나노 ID를 생성하는 공식은 다음과 같습니다:

1id = random(alphabet, size)
2

여기서 random은 암호학적으로 안전한 난수 생성기를 사용하여 alphabet에서 size 개수의 문자를 선택하는 함수입니다.

나노 ID의 구성

사용자 정의 옵션

1. 길이: 생성된 나노 ID의 길이를 조정할 수 있습니다. 기본값은 21자이지만, 더 높은 고유성을 위해 늘리거나 짧은 ID를 위해 줄일 수 있습니다.

2. 알파벳: ID 생성에 사용되는 문자 집합을 사용자 정의할 수 있습니다. 옵션은 다음과 같습니다:

   • 알파벳 숫자 (기본값): A-Za-z0-9_-
   • 숫자: 0-9
   • 알파벳: A-Za-z
   • 사용자 정의: 정의한 문자 집합

보안 및 고유성

나노 ID는 다음과 같이 설계되었습니다:

• 예측 불가능: 암호학적으로 강력한 난수 생성기를 사용합니다.
• 고유: 적절한 길이로 충돌 확률이 극히 낮습니다.

충돌 확률은 ID 길이와 생성된 ID 수에 따라 달라집니다. 충돌 확률은 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다:

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

여기서:

• k는 생성된 ID 수
• n은 가능한 ID 수 (알파벳 길이 ^ 나노 ID 길이)

예를 들어, 기본 설정(64자 알파벳, 21자 길이)으로 약 1.36e36개의 ID를 생성해야 1%의 충돌 가능성이 있습니다. 이를 설명하기 위해:

• 초당 100만 개의 ID를 생성하면 충돌 가능성이 1%에 도달하기까지 약 433년이 걸립니다.
• 대부분의 실제 응용 프로그램에서 나노 ID 충돌을 경험하는 것보다 여러 번 복권에 당첨될 가능성이 더 높습니다.

사용 사례

나노 ID는 여러 응용 프로그램에 적합합니다:

1. 데이터베이스 레코드 ID
2. URL 단축기
3. 웹 응용 프로그램의 세션 ID
4. 임시 파일 이름
5. 조정이 어려운 분산 시스템

다른 ID 방법과의 비교

역사 및 개발

나노 ID는 2017년 Andrey Sitnik에 의해 UUID의 더 컴팩트한 대안으로 만들어졌습니다. 다양한 프로그래밍 언어와 환경에서 사용하기 쉽도록 설계되었으며, 웹 응용 프로그램에 중점을 두었습니다.

코드 예제

다양한 프로그래밍 언어에서 나노 ID를 생성하는 예제는 다음과 같습니다:

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

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

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

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

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

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

모범 사례

1. 고유성 요구 사항에 따라 적절한 길이를 선택하십시오.
2. 암호학적으로 안전한 난수 생성기를 사용하십시오.
3. 사용자 정의 알파벳을 사용할 경우 충분한 엔트로피를 확보하십시오.
4. 데이터베이스에서 나노 ID를 문자열로 저장하십시오, 정수로 저장하지 마십시오.
5. 효율적인 쿼리를 위해 나노 ID 열에 인덱스를 사용하십시오.

제한 사항 및 고려 사항

• 나노 ID는 비순차적이므로 일부 경우 데이터베이스 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.
• 생성 시간에 따라 사람이 읽을 수 없거나 정렬할 수 없습니다.
• 사용자 정의 알파벳은 충돌 확률에 영향을 미칠 수 있으며 신중하게 선택해야 합니다.

웹 응용 프로그램에서 나노 ID 생성기 구현

웹 응용 프로그램에서 나노 ID 생성기를 구현하려면:

1. 백엔드 언어에 대한 나노 ID 라이브러리를 설치하십시오.
2. 나노 ID를 생성하고 반환하는 API 엔드포인트를 만드십시오.
3. 필요할 때 API를 호출하기 위해 클라이언트 측 자바스크립트를 사용하십시오.

Express.js 구현 예제:

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('서버가 포트 3000에서 실행 중입니다.'));
12

성능 영향

나노 ID 생성은 일반적으로 매우 빠릅니다. 일반적인 컴퓨터에서 초당 수백만 개의 ID를 생성할 수 있습니다. 그러나 다음 사항을 고려하십시오:

• 생성 속도는 사용된 난수 생성기에 따라 달라질 수 있습니다.
• 사용자 정의 알파벳이나 더 긴 길이는 성능에 약간의 영향을 미칠 수 있습니다.
• 높은 부하의 시스템에서는 ID를 배치로 생성하는 것을 고려하십시오.

충돌 확률 및 완화

충돌 위험을 완화하려면:

1. 더 높은 고유성 요구 사항을 위해 나노 ID 길이를 늘리십시오.
2. 응용 프로그램 논리에서 충돌 확인을 구현하십시오.
3. 가능하다면 더 큰 알파벳을 사용하십시오.

데이터베이스에서 나노 ID 저장 및 인덱싱

데이터베이스에서 나노 ID를 사용할 때:

1. VARCHAR 또는 동등한 문자열 유형으로 저장하십시오.
2. 고유성을 보장하기 위해 나노 ID의 전체 길이를 사용하십시오.
3. 더 빠른 조회를 위해 나노 ID 열에 인덱스를 생성하십시오.
4. 데이터베이스 수준에서 중복을 방지하기 위해 고유 제약 조건을 사용하는 것을 고려하십시오.

나노 ID가 있는 테이블을 생성하는 SQL 예제:

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

이러한 지침을 따르고 나노 ID의 특성을 이해함으로써 컴팩트하고 고유한 식별자를 생성하기 위해 응용 프로그램에서 효과적으로 구현하고 사용할 수 있습니다.

참고 문헌

1. "나노 ID." GitHub, https://github.com/ai/nanoid. 2024년 8월 2일 접근.
2. "UUID." 위키백과, 위키미디어 재단, https://en.wikipedia.org/wiki/Universally_unique_identifier. 2024년 8월 2일 접근.
3. "충돌 확률 계산기." 나노 ID 충돌 계산기, https://zelark.github.io/nano-id-cc/. 2024년 8월 2일 접근.
4. "ULID 사양." GitHub, https://github.com/ulid/spec. 2024년 8월 2일 접근.
5. "KSUID: K-정렬 가능한 전역 고유 ID." GitHub, https://github.com/segmentio/ksuid. 2024년 8월 2일 접근.
6. "ObjectID." MongoDB 매뉴얼, https://docs.mongodb.com/manual/reference/method/ObjectId/. 2024년 8월 2일 접근.