Nano ID Generator

Introductie

Een Nano ID is een kleine, veilige, URL-vriendelijke unieke string ID-generator. Het is ontworpen om compacte, niet-sequentiële en botsingsbestendige identificatoren te creëren voor verschillende toepassingen in gedistribueerde systemen. Dit hulpmiddel stelt je in staat om Nano IDs te genereren met aanpasbare lengte en tekenreeksen.

Hoe Nano IDs Werken

Nano IDs worden gegenereerd met behulp van een cryptografisch sterke random number generator en een aanpasbaar alfabet. De standaardimplementatie gebruikt:

• Een 64-teken alfabet (A-Za-z0-9_-) dat URL-vriendelijk is
• 21 tekens in lengte

Deze combinatie biedt een goede balans tussen ID-lengte en botsingskans.

De formule voor het genereren van een Nano ID is:

1id = random(alphabet, size)
2

Waarbij random een functie is die size aantal tekens selecteert uit het alphabet met een cryptografisch veilige random number generator.

Samenstelling van een Nano ID

Aanpassingsopties

1. Lengte: Je kunt de lengte van de gegenereerde Nano ID aanpassen. De standaard is 21 tekens, maar deze kan worden verhoogd voor hogere uniciteit of verlaagd voor kortere ID's.

2. Alfabet: De tekenreeks die wordt gebruikt om de ID te genereren kan worden aangepast. Opties zijn onder andere:

   • Alfanumeriek (standaard): A-Za-z0-9_-
   • Numeriek: 0-9
   • Alfabetisch: A-Za-z
   • Aangepast: Elke set van tekens die je definieert

Beveiliging en Uniciteit

Nano IDs zijn ontworpen om:

• Onvoorspelbaar te zijn: Ze gebruiken een cryptografisch sterke random generator.
• Uniek te zijn: De kans op botsingen is extreem laag bij de juiste lengte.

De kans op een botsing hangt af van de ID-lengte en het aantal gegenereerde ID's. De kans op een botsing kan worden berekend met de formule:

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

Waarbij:

• k het aantal gegenereerde ID's is
• n het aantal mogelijke ID's is (alfabetlengte ^ Nano ID-lengte)

Bijvoorbeeld, met de standaardinstellingen (64-teken alfabet, 21-teken lengte), moet je ~1.36e36 ID's genereren om een kans van 1% te hebben op ten minste één botsing. Om dit in perspectief te plaatsen:

• Bij het genereren van 1 miljoen ID's per seconde zou het ~433 jaar duren om een kans van 1% op botsing te hebben.
• Je hebt meer kans om meerdere keren de loterij te winnen dan om een Nano ID-botsing tegen te komen in de meeste praktische toepassingen.

Toepassingsgevallen

Nano IDs zijn geschikt voor veel toepassingen, waaronder:

1. Database record ID's
2. URL-verkorters
3. Sessie-ID's in webapplicaties
4. Tijdelijke bestandsnamen
5. Gedistribueerde systemen waar coördinatie moeilijk is

Vergelijking met Andere ID-methoden

Geschiedenis en Ontwikkeling

Nano ID is in 2017 gemaakt door Andrey Sitnik als een compacter alternatief voor UUID. Het is ontworpen om gemakkelijk te gebruiken te zijn in verschillende programmeertalen en omgevingen, met een focus op webapplicaties.

Code Voorbeelden

Hier zijn voorbeelden van het genereren van Nano ID's in verschillende programmeertalen:

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

Beste Praktijken

1. Kies een geschikte lengte op basis van je uniciteitseisen.
2. Gebruik een cryptografisch veilige random number generator.
3. Als je aangepaste alfabetten gebruikt, zorg ervoor dat ze voldoende entropie hebben.
4. Bewaar Nano ID's als strings, geen integers, in databases.
5. Gebruik indexen op Nano ID-kolommen voor efficiënte querying.

Beperkingen en Overwegingen

• Nano ID's zijn niet sequentieel, wat de databaseprestaties in sommige gevallen kan beïnvloeden.
• Ze zijn niet menselijk leesbaar of sorteerbaar op generatie tijd.
• Aangepaste alfabetten kunnen de botsingskans beïnvloeden en moeten zorgvuldig worden gekozen.

Implementatie van een Nano ID-generator in Webapplicaties

Om een Nano ID-generator in een webapplicatie te implementeren:

1. Installeer de Nano ID-bibliotheek voor je backend-taal.
2. Maak een API-eindpunt dat een Nano ID genereert en retourneert.
3. Gebruik client-side JavaScript om de API aan te roepen wanneer nodig.

Voorbeeld Express.js-implementatie:

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 draait op poort 3000'));
12

Prestatie-implicaties

Nano ID-generatie is over het algemeen zeer snel. Op een typische computer kan het miljoenen ID's per seconde genereren. Houd echter rekening met het volgende:

• De generatie snelheid kan variëren afhankelijk van de gebruikte random number generator.
• Aangepaste alfabetten of langere lengtes kunnen de prestaties lichtjes beïnvloeden.
• In systemen met hoge belasting kan het overwegen waard zijn om ID's in batches te genereren.

Botsingskans en Mitigatie

Om botsingsrisico's te mitigeren:

1. Verhoog de Nano ID-lengte voor hogere uniciteitseisen.
2. Implementeer een botsingscontrole in je applicatielogica.
3. Gebruik een groter alfabet indien mogelijk.

Opslaan en Indexeren van Nano ID's in Databases

Bij het werken met Nano ID's in databases:

1. Bewaar ze als VARCHAR of een gelijkwaardig stringtype.
2. Gebruik de volledige lengte van de Nano ID om uniciteit te waarborgen.
3. Maak een index op de Nano ID-kolom voor snellere zoekopdrachten.
4. Overweeg het gebruik van een unieke beperking om duplicaten op database-niveau te voorkomen.

Voorbeeld SQL voor het maken van een tabel met een 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

Door deze richtlijnen te volgen en de kenmerken van Nano ID's te begrijpen, kun je ze effectief implementeren en gebruiken in je applicaties om compacte, unieke identificatoren te genereren.

Referenties

1. "Nano ID." GitHub, https://github.com/ai/nanoid. Toegang verkregen op 2 aug. 2024.
2. "UUID." Wikipedia, Wikimedia Foundation, https://en.wikipedia.org/wiki/Universally_unique_identifier. Toegang verkregen op 2 aug. 2024.
3. "Botsingskans calculator." Nano ID Collision Calculator, https://zelark.github.io/nano-id-cc/. Toegang verkregen op 2 aug. 2024.
4. "ULID Spec." GitHub, https://github.com/ulid/spec. Toegang verkregen op 2 aug. 2024.
5. "KSUID: K-sortable Globally Unique IDs." GitHub, https://github.com/segmentio/ksuid. Toegang verkregen op 2 aug. 2024.
6. "ObjectID." MongoDB Manual, https://docs.mongodb.com/manual/reference/method/ObjectId/. Toegang verkregen op 2 aug. 2024.