ULID Generator

Uvod

ULID (Univerzalni unikatni lexikografsko sortiran identifikator) je unikatni identifikator, ki združuje časovni žig z naključnimi podatki, da ustvari 26-znakovno niz. ULID-i so zasnovani tako, da so lexikografsko sortirani, hkrati pa ohranjajo visoko stopnjo unikatnosti in naključnosti.

Struktura ULID-a

ULID se sestavlja iz dveh glavnih delov:

1. Časovni žig (10 znakov): Prvih 10 znakov predstavlja čas v milisekundah od Unixove dobe (1970-01-01).
2. Naključnost (16 znakov): Preostalih 16 znakov se generira z uporabo kriptografsko varnih naključnih podatkov.

Rezultantni 26-znakovni niz je kodiran z uporabo Crockfordovega base32 abecednega sistema (0-9 in A-Z, brez I, L, O in U).

Formula

ULID se generira z naslednjimi koraki:

1. Generirajte 48-bitni časovni žig (milisekunde od Unixove dobe).
2. Generirajte 80 bitov kriptografsko varnih naključnih podatkov.
3. Kodirajte kombiniranih 128 bitov z uporabo Crockfordovega base32 kodiranja.

Izračun

Generator ULID izvaja naslednje korake:

1. Pridobite trenutni časovni žig v milisekundah.
2. Generirajte 10 naključnih bajtov (80 bitov) z uporabo kriptografsko varnega generatorja naključnih števil.
3. Združite časovni žig in naključne podatke v 128-bitno celo število.
4. Kodirajte 128-bitno celo število z uporabo Crockfordovega base32 kodiranja.

Uporabniški primeri

ULID-i so koristni v različnih scenarijih, vključno z:

1. Ključi v podatkovnih bazah: ULID-i se lahko uporabljajo kot unikatni identifikatorji za zapise v podatkovnih bazah, kar zagotavlja unikatnost in sortabilnost.
2. Distribuirani sistemi: V distribuiranih okoljih je mogoče ULID-e generirati brez usklajevanja med vozlišči.
3. Beleženje in sledenje: ULID-e je mogoče uporabiti za označevanje zapisov dnevnika ali sledenje dogodkom, kar omogoča sortiran in unikatni identifikator.
4. ID-ji prijazni URL-jem: ULID-i so varni za URL in jih je mogoče uporabiti v spletnih aplikacijah kot identifikatorje v URL-jih.

Alternativne možnosti

Čeprav so ULID-i vsestranski, obstajajo tudi drugi sistemi unikatnih identifikatorjev, ki jih je treba upoštevati:

1. UUID (Univerzalni unikatni identifikator): 128-bitni identifikator, ki ne vključuje časovnega žiga.
2. KSUID (K-sortabilni unikatni identifikator): Podoben ULID-u, vendar z drugačno kodiranjem časovnega žiga.
3. Snowflake ID: Sistem generiranja distribuiranih unikatnih ID-jev Twitterja, ki vključuje časovni žig in ID delavca.

Zgodovina

ULID-e je leta 2016 uvedel Alizain Feerasta kot alternativo UUID-jem. Zasnovani so bili za reševanje nekaterih omejitev UUID-jev, zlasti glede sortabilnosti in berljivosti. Specifikacija ULID je ostala stabilna od svoje uvedbe, na voljo pa je več različnih implementacij v različnih programskih jezikih.

Primeri

Tukaj so nekateri primeri kode za generiranje ULID-ov v različnih programskih jezikih:

1// Implementacija v JavaScriptu
2function generateULID() {
3  const timestamp = Date.now().toString(36).padStart(10, '0');
4  const randomness = crypto.getRandomValues(new Uint8Array(16))
5    .reduce((acc, byte) => acc + byte.toString(36).padStart(2, '0'), '');
6  return (timestamp + randomness).toUpperCase();
7}
8
9console.log(generateULID());
10

1## Implementacija v Pythonu
2import time
3import secrets
4import base64
5
6def generate_ulid():
7    timestamp = int(time.time() * 1000).to_bytes(6, byteorder="big")
8    randomness = secrets.token_bytes(10)
9    return base64.b32encode(timestamp + randomness).decode("ascii").lower()
10
11print(generate_ulid())
12

1// Implementacija v Javi
2import java.security.SecureRandom;
3import java.time.Instant;
4
5public class ULIDGenerator {
6    private static final SecureRandom random = new SecureRandom();
7    private static final char[] ENCODING_CHARS = "0123456789ABCDEFGHJKMNPQRSTVWXYZ".toCharArray();
8
9    public static String generateULID() {
10        long timestamp = Instant.now().toEpochMilli();
11        byte[] randomness = new byte[10];
12        random.nextBytes(randomness);
13
14        StringBuilder result = new StringBuilder();
15        // Kodiraj časovni žig
16        for (int i = 9; i >= 0; i--) {
17            result.append(ENCODING_CHARS[(int) (timestamp % 32)]);
18            timestamp /= 32;
19        }
20        // Kodiraj naključnost
21        for (byte b : randomness) {
22            result.append(ENCODING_CHARS[b & 31]);
23        }
24        return result.toString();
25    }
26
27    public static void main(String[] args) {
28        System.out.println(generateULID());
29    }
30}
31

Ti primeri prikazujejo, kako generirati ULID-e v JavaScriptu, Pythonu in Javi. Te funkcije lahko prilagodite svojim specifičnim potrebam ali jih vključite v večje sisteme, ki zahtevajo unikatne identifikatorje.

Reference

1. "ULID Specifikacija." GitHub, https://github.com/ulid/spec. Dostopno 2. avg. 2024.
2. "Crockfordovo Base32 Kodiranje." Base32 Kodiranje, http://www.crockford.com/base32.html. Dostopno 2. avg. 2024.
3. "UUID proti ULID." Stack Overflow, https://stackoverflow.com/questions/54222235/uuid-vs-ulid. Dostopno 2. avg. 2024.