Trình tạo Nano ID

Giới thiệu

Nano ID là một trình tạo ID chuỗi duy nhất nhỏ gọn, an toàn và thân thiện với URL. Nó được thiết kế để tạo ra các định danh không theo thứ tự, nhỏ gọn và chống va chạm cho nhiều ứng dụng trong các hệ thống phân tán. Công cụ này cho phép bạn tạo Nano ID với độ dài và bộ ký tự tùy chỉnh.

Cách Nano ID hoạt động

Nano ID được tạo ra bằng cách sử dụng một bộ phát sinh số ngẫu nhiên mạnh mẽ về mặt mật mã và một bảng chữ cái tùy chỉnh. Triển khai mặc định sử dụng:

• Một bảng chữ cái 64 ký tự (A-Za-z0-9_-) thân thiện với URL
• Độ dài 21 ký tự

Sự kết hợp này cung cấp một sự cân bằng tốt giữa độ dài ID và xác suất va chạm.

Công thức để tạo ra một Nano ID là:

1id = random(alphabet, size)
2

Trong đó random là một hàm chọn ra size số ký tự từ alphabet bằng cách sử dụng một bộ phát sinh số ngẫu nhiên an toàn về mặt mật mã.

Thành phần của một Nano ID

Tùy chọn tùy chỉnh

1. Độ dài: Bạn có thể điều chỉnh độ dài của Nano ID được tạo ra. Mặc định là 21 ký tự, nhưng có thể tăng lên để có độ duy nhất cao hơn hoặc giảm xuống để có ID ngắn hơn.

2. Bảng chữ cái: Bộ ký tự được sử dụng để tạo ID có thể được tùy chỉnh. Các tùy chọn bao gồm:

   • Chữ số và chữ cái (mặc định): A-Za-z0-9_-
   • Chỉ số: 0-9
   • Chỉ chữ cái: A-Za-z
   • Tùy chỉnh: Bất kỳ tập hợp ký tự nào bạn định nghĩa

An ninh và độ duy nhất

Nano ID được thiết kế để:

• Không thể đoán trước: Chúng sử dụng một bộ phát sinh ngẫu nhiên mạnh mẽ về mặt mật mã.
• Duy nhất: Xác suất va chạm cực kỳ thấp với độ dài thích hợp.

Xác suất va chạm phụ thuộc vào độ dài ID và số lượng ID được tạo ra. Xác suất va chạm có thể được tính bằng công thức:

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

Trong đó:

• k là số lượng ID được tạo ra
• n là số lượng ID có thể (độ dài bảng chữ cái ^ độ dài Nano ID)

Ví dụ, với các cài đặt mặc định (bảng chữ cái 64 ký tự, độ dài 21 ký tự), bạn cần tạo ra ~1.36e36 ID để có 1% xác suất có ít nhất một va chạm. Để đặt điều này vào bối cảnh:

• Tạo ra 1 triệu ID mỗi giây, sẽ mất ~433 năm để có 1% cơ hội va chạm.
• Bạn có khả năng trúng xổ số nhiều lần hơn là gặp phải một va chạm Nano ID trong hầu hết các ứng dụng thực tiễn.

Các trường hợp sử dụng

Nano ID phù hợp cho nhiều ứng dụng, bao gồm:

1. ID bản ghi cơ sở dữ liệu
2. Rút gọn URL
3. ID phiên trong các ứng dụng web
4. Tên tệp tạm thời
5. Các hệ thống phân tán nơi mà việc phối hợp là khó khăn

So sánh với các phương pháp ID khác

Lịch sử và phát triển

Nano ID được tạo ra bởi Andrey Sitnik vào năm 2017 như một sự thay thế nhỏ gọn hơn cho UUID. Nó được thiết kế để dễ sử dụng trong nhiều ngôn ngữ và môi trường lập trình, với sự chú ý đến các ứng dụng web.

Ví dụ mã

Dưới đây là các ví dụ về việc tạo Nano ID trong các ngôn ngữ lập trình khác nhau:

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

Thực tiễn tốt nhất

1. Chọn độ dài phù hợp dựa trên yêu cầu về độ duy nhất của bạn.
2. Sử dụng một bộ phát sinh số ngẫu nhiên an toàn về mặt mật mã.
3. Nếu sử dụng bảng chữ cái tùy chỉnh, hãy đảm bảo chúng có đủ độ ngẫu nhiên.
4. Lưu trữ Nano ID dưới dạng chuỗi, không phải số nguyên, trong cơ sở dữ liệu.
5. Sử dụng chỉ mục trên các cột Nano ID để truy vấn hiệu quả.

Giới hạn và xem xét

• Nano ID không theo thứ tự, điều này có thể ảnh hưởng đến hiệu suất cơ sở dữ liệu trong một số trường hợp.
• Chúng không thể đọc được bởi con người hoặc sắp xếp theo thời gian tạo ra.
• Bảng chữ cái tùy chỉnh có thể ảnh hưởng đến xác suất va chạm và nên được chọn cẩn thận.

Triển khai một trình tạo Nano ID trong các ứng dụng web

Để triển khai một trình tạo Nano ID trong một ứng dụng web:

1. Cài đặt thư viện Nano ID cho ngôn ngữ backend của bạn.
2. Tạo một điểm cuối API để tạo và trả về một Nano ID.
3. Sử dụng JavaScript phía client để gọi API khi cần.

Ví dụ triển khai 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('Máy chủ đang chạy trên cổng 3000'));
12

Ảnh hưởng đến hiệu suất

Việc tạo Nano ID thường rất nhanh. Trên một máy tính điển hình, nó có thể tạo ra hàng triệu ID mỗi giây. Tuy nhiên, hãy xem xét những điều sau:

• Tốc độ tạo ra có thể thay đổi tùy thuộc vào bộ phát sinh số ngẫu nhiên được sử dụng.
• Bảng chữ cái tùy chỉnh hoặc độ dài dài hơn có thể ảnh hưởng nhẹ đến hiệu suất.
• Trong các hệ thống tải cao, hãy xem xét việc tạo ID theo lô.

Xác suất va chạm và giảm thiểu

Để giảm thiểu rủi ro va chạm:

1. Tăng độ dài Nano ID cho các yêu cầu độ duy nhất cao hơn.
2. Thực hiện kiểm tra va chạm trong logic ứng dụng của bạn.
3. Sử dụng một bảng chữ cái lớn hơn nếu có thể.

Lưu trữ và lập chỉ mục Nano ID trong cơ sở dữ liệu

Khi làm việc với Nano ID trong cơ sở dữ liệu:

1. Lưu trữ chúng dưới dạng VARCHAR hoặc loại chuỗi tương đương.
2. Sử dụng độ dài đầy đủ của Nano ID để đảm bảo tính duy nhất.
3. Tạo một chỉ mục trên cột Nano ID để tìm kiếm nhanh hơn.
4. Xem xét việc sử dụng ràng buộc duy nhất để ngăn chặn các bản sao tại cấp độ cơ sở dữ liệu.

Ví dụ SQL để tạo một bảng với 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

Bằng cách tuân theo các hướng dẫn này và hiểu các đặc điểm của Nano ID, bạn có thể triển khai và sử dụng chúng một cách hiệu quả trong các ứng dụng của mình để tạo ra các định danh duy nhất, nhỏ gọn.

Tài liệu tham khảo

1. "Nano ID." GitHub, https://github.com/ai/nanoid. Truy cập ngày 2 tháng 8 năm 2024.
2. "UUID." Wikipedia, Quỹ Wikimedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Universally_unique_identifier. Truy cập ngày 2 tháng 8 năm 2024.
3. "Công cụ tính xác suất va chạm." Máy tính va chạm Nano ID, https://zelark.github.io/nano-id-cc/. Truy cập ngày 2 tháng 8 năm 2024.
4. "ULID Spec." GitHub, https://github.com/ulid/spec. Truy cập ngày 2 tháng 8 năm 2024.
5. "KSUID: ID toàn cầu có thể sắp xếp theo thời gian." GitHub, https://github.com/segmentio/ksuid. Truy cập ngày 2 tháng 8 năm 2024.
6. "ObjectID." Tài liệu MongoDB, https://docs.mongodb.com/manual/reference/method/ObjectId/. Truy cập ngày 2 tháng 8 năm 2024.