Nano ID Generator

Introduktion

En Nano ID är en liten, säker, URL-vänlig unik sträng-ID-generator. Den är utformad för att skapa kompakta, icke-sekventiella och kollision-resistenta identifierare för olika applikationer i distribuerade system. Detta verktyg låter dig generera Nano IDs med anpassningsbar längd och teckenuppsättningar.

Hur Nano IDs fungerar

Nano IDs genereras med hjälp av en kryptografiskt stark slumptalsgenerator och ett anpassningsbart alfabet. Den standardmässiga implementationen använder:

• En 64-teckens alfabet (A-Za-z0-9_-) som är URL-vänlig
• 21 tecken i längd

Denna kombination ger en bra balans mellan ID-längd och kollisionprobabilitet.

Formeln för att generera en Nano ID är:

1id = random(alphabet, size)
2

Där random är en funktion som väljer size antal tecken från alphabet med en kryptografiskt säker slumptalsgenerator.

Komposition av en Nano ID

Anpassningsalternativ

1. Längd: Du kan justera längden på den genererade Nano ID. Standardlängden är 21 tecken, men den kan ökas för högre unikhet eller minskas för kortare ID.

2. Alfabet: Teckenuppsättningen som används för att generera ID kan anpassas. Alternativ inkluderar:

   • Alfanumerisk (standard): A-Za-z0-9_-
   • Numerisk: 0-9
   • Alfabetisk: A-Za-z
   • Anpassad: Valfri uppsättning tecken du definierar

Säkerhet och Unikhet

Nano IDs är utformade för att vara:

• Oförutsägbara: De använder en kryptografiskt stark slumptalsgenerator.
• Unika: Sannolikheten för kollisioner är extremt låg med rätt längd.

Kollisionssannolikheten beror på ID-längden och antalet genererade ID. Sannolikheten för en kollision kan beräknas med formeln:

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

Där:

• k är antalet genererade ID
• n är antalet möjliga ID (alfabetets längd ^ Nano ID-längd)

Till exempel, med standardinställningarna (64 teckens alfabet, 21 tecken längd), behöver du generera ~1.36e36 ID för att ha 1% sannolikhet för minst en kollision. För att sätta detta i perspektiv:

• Att generera 1 miljon ID per sekund skulle ta ~433 år för att ha 1% chans för kollision.
• Du har större chans att vinna på lotteri flera gånger än att stöta på en Nano ID-kollision i de flesta praktiska tillämpningar.

Användningsområden

Nano IDs är lämpliga för många applikationer, inklusive:

1. Databaspost-ID
2. URL-förkortare
3. Sessions-ID i webbapplikationer
4. Temporära filnamn
5. Distribuerade system där samordning är svår

Jämförelse med andra ID-metoder

Historia och Utveckling

Nano ID skapades av Andrey Sitnik 2017 som ett mer kompakt alternativ till UUID. Den utformades för att vara lättanvänd i olika programmeringsspråk och miljöer, med fokus på webbapplikationer.

Kodexempel

Här är exempel på att generera Nano IDs i olika programmeringsspråk:

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

Bästa Praxis

1. Välj en lämplig längd baserat på dina unikhetskrav.
2. Använd en kryptografiskt säker slumptalsgenerator.
3. Om du använder anpassade alfabet, se till att de har tillräcklig entropi.
4. Lagra Nano IDs som strängar, inte heltal, i databaser.
5. Använd index på Nano ID-kolumner för effektiv frågning.

Begränsningar och Överväganden

• Nano IDs är inte sekventiella, vilket kan påverka databasens prestanda i vissa fall.
• De är inte läsbara för människor eller sorterade efter generationstid.
• Anpassade alfabet kan påverka kollisionprobabiliteten och bör väljas noggrant.

Implementering av en Nano ID-generator i webbapplikationer

För att implementera en Nano ID-generator i en webbapplikation:

1. Installera Nano ID-biblioteket för ditt backend-språk.
2. Skapa en API-endpoint som genererar och returnerar en Nano ID.
3. Använd klient-sidan JavaScript för att anropa API:et när det behövs.

Exempel på Express.js-implementation:

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 running on port 3000'));
12

Prestandakonsekvenser

Nano ID-generering är generellt sett mycket snabb. På en typisk dator kan den generera miljontals ID per sekund. Tänk dock på följande:

• Genereringshastigheten kan variera beroende på den slumptalsgenerator som används.
• Anpassade alfabet eller längre längder kan något påverka prestandan.
• I högbelastade system, överväg att generera ID i batchar.

Kollisionprobabilitet och Åtgärder

För att mildra kollisionrisker:

1. Öka Nano ID-längden för högre unikhetskrav.
2. Implementera en kollisionkontroll i din applikationslogik.
3. Använd en större alfabet om möjligt.

Lagring och Indexering av Nano IDs i Databaser

När du arbetar med Nano IDs i databaser:

1. Lagra dem som VARCHAR eller motsvarande strängtyp.
2. Använd hela längden på Nano ID för att säkerställa unikhet.
3. Skapa ett index på Nano ID-kolumnen för snabbare uppslag.
4. Överväg att använda en unik begränsning för att förhindra dubbletter på databasnivå.

Exempel SQL för att skapa en tabell med en 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

Genom att följa dessa riktlinjer och förstå egenskaperna hos Nano IDs kan du effektivt implementera och använda dem i dina applikationer för att generera kompakta, unika identifierare.

Referenser

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