Whiz Tools

Generátor UUID

Vygenerovaný UUID

Struktura UUID
Čas nízký

Generátor UUID

Úvod

Univerzálně jedinečný identifikátor (UUID) je 128bitové číslo používané k identifikaci informací v počítačových systémech. UUID jsou standardizovány Open Software Foundation (OSF) jako součást Distribuovaného výpočetního prostředí (DCE). Tyto identifikátory jsou navrženy tak, aby byly jedinečné jak v prostoru, tak v čase, což je činí ideálními pro různé aplikace v distribuovaných systémech a mimo ně.

Tento nástroj pro generování UUID vám umožňuje vytvářet jak verzi 1 (na základě času), tak verzi 4 (náhodné) UUID. Tyto identifikátory jsou užitečné v různých scénářích, kde je vyžadováno jedinečné identifikování, jako jsou klíče databáze, distribuované systémy a síťové protokoly.

Jak UUID fungují

Struktura UUID

UUID je obvykle reprezentováno jako 32 hexadecimálních číslic, zobrazených ve pěti skupinách oddělených pomlčkami, ve formátu 8-4-4-4-12 pro celkový počet 36 znaků (32 alfanumerických znaků a 4 pomlčky). Například:

550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000

128 bitů UUID je rozděleno do specifických polí, z nichž každé nese různé informace v závislosti na verzi UUID:

  • 32 bitů pro pole time_low
  • 16 bitů pro pole time_mid
  • 16 bitů pro pole time_hi_and_version
  • 8 bitů pro pole clock_seq_hi_and_reserved
  • 8 bitů pro pole clock_seq_low
  • 48 bitů pro pole node

Zde je diagram ilustrující strukturu UUID:

A B C D E F A: time_low (32 bitů) B: time_mid (16 bitů) C: time_hi_and_version (16 bitů) D: clock_seq_hi_and_reserved (8 bitů) E: clock_seq_low (8 bitů) F: node (48 bitů)

Verze UUID

Existuje několik verzí UUID, z nichž každá má svůj vlastní způsob generování:

  1. Verze 1 (na základě času): Používá aktuální časové razítko a MAC adresu počítače.
  2. Verze 2 (DCE Security): Podobná verzi 1, ale zahrnuje identifikátor místní domény.
  3. Verze 3 (na základě názvu, MD5): Generována hashováním identifikátoru jmenného prostoru a názvu.
  4. Verze 4 (náhodná): Generována pomocí náhodného nebo pseudo-náhodného čísla.
  5. Verze 5 (na základě názvu, SHA-1): Podobná verzi 3, ale používá SHA-1 hashování.

Tento nástroj se zaměřuje na generování verzí 1 a 4 UUID.

Vzorec

Generování UUID verze 1

UUID verze 1 jsou generována pomocí následujících komponent:

  1. Časové razítko: 60bitová hodnota představující počet 100nanosekundových intervalů od 15. října 1582 (data gregoriánské reformy křesťanského kalendáře).
  2. Sekvence hodin: 14bitová hodnota používaná k vyhnutí se duplicitám v případě, že je hodiny nastaveny zpět.
  3. Uzlová hodnota: 48bitová hodnota, obvykle odvozená z MAC adresy počítače.

Vzorec pro generování UUID verze 1 lze vyjádřit jako:

UUID = (časové_razítko * 2^64) + (sekvence_hodin * 2^48) + uzel

Generování UUID verze 4

UUID verze 4 jsou generována pomocí kryptograficky silného generátoru náhodných čísel. Vzorec je jednoduše:

UUID = náhodné_128bitové_číslo

S konkrétními bity nastavenými tak, aby označovaly verzi (4) a variantu.

Případy použití

UUID mají nespočet aplikací v různých oblastech informatiky a softwarového inženýrství:

  1. Klíče databáze: UUID se často používají jako primární klíče v databázích, zejména v distribuovaných systémech, kde může více uzlů generovat záznamy současně.

  2. Distribuované systémy: V rozsáhlých distribuovaných systémech pomáhají UUID jedinečně identifikovat zdroje, transakce nebo události napříč více uzly nebo datovými centry.

  3. Adresování obsahu: UUID mohou být použity k vytvoření jedinečných identifikátorů pro obsah v systémech s adresováním obsahu.

  4. Správa relací: Webové aplikace často používají UUID k řízení uživatelských relací, což zajišťuje, že každá relace má jedinečný identifikátor.

  5. Identifikace zařízení IoT: V aplikacích Internetu věcí (IoT) mohou být UUID použity k jedinečné identifikaci jednotlivých zařízení v síti.

Alternativy

I když jsou UUID široce používány, existují alternativní přístupy k generování jedinečných identifikátorů:

  1. Automaticky se zvyšující ID: Jednoduché a běžně používané v systémech s jednou databází, ale nejsou vhodné pro distribuované prostředí.

  2. ID na základě časového razítka: Mohou být užitečné pro časově uspořádaná data, ale mohou čelit problémům s kolizemi v situacích s vysokou konkurencí.

  3. Snowflake ID: Vyvinuté Twitterem, tyto ID kombinují časové razítko a číslo pracovníka k generování jedinečných ID v distribuovaných systémech.

  4. ULID (Univerzálně jedinečný lexikograficky seřaditelný identifikátor): Novější alternativa, která má být uživatelsky přívětivější a seřaditelnější než UUID.

Historie

Koncept UUID byl poprvé představen v systému Apollo Network Computing a později standardizován Open Software Foundation (OSF) jako součást Distribuovaného výpočetního prostředí (DCE) v 90. letech. První specifikace byla publikována v roce 1997 jako ISO/IEC 11578:1996 a později revidována v roce 2005 jako součást ISO/IEC 9834-8:2005.

Klíčové milníky v historii UUID:

    1. léta: Apollo Computer vyvíjí koncept UUID pro svůj systém Network Computing.
  • 1997: První specifikace UUID publikována jako ISO/IEC 11578:1996.
  • 2005: Specifikace UUID revidována a publikována jako součást ISO/IEC 9834-8:2005.
  • 2009: RFC 4122 definuje formát UUID a algoritmy generování používané dnes.

V průběhu času se UUID staly nezbytným nástrojem v distribuovaných systémech a návrhu databází, s různými implementacemi a adaptacemi napříč různými programovacími jazyky a platformami.

Příklady kódu

Zde jsou příklady generování UUID v různých programovacích jazycích:

import uuid

## Generování UUID verze 4 (náhodné)
náhodné_uuid = uuid.uuid4()
print(f"UUID verze 4: {náhodné_uuid}")

## Generování UUID verze 1 (na základě času)
uuid_na_zaklade_casu = uuid.uuid1()
print(f"UUID verze 1: {uuid_na_zaklade_casu}")

const { v1: uuidv1, v4: uuidv4 } = require('uuid');

// Generování UUID verze 4 (náhodné)
const náhodnéUuid = uuidv4();
console.log(`UUID verze 4: ${náhodnéUuid}`);

// Generování UUID verze 1 (na základě času)
const uuidNaZakladeCasu = uuidv1();
console.log(`UUID verze 1: ${uuidNaZakladeCasu}`);

import java.util.UUID;

public class GenerátorUuid {
    public static void main(String[] args) {
        // Generování UUID verze 4 (náhodné)
        UUID náhodnéUuid = UUID.randomUUID();
        System.out.println("UUID verze 4: " + náhodnéUuid);

        // Generování UUID verze 1 (na základě času)
        UUID uuidNaZakladeCasu = UUID.fromString(new com.eaio.uuid.UUID().toString());
        System.out.println("UUID verze 1: " + uuidNaZakladeCasu);
    }
}

require 'securerandom'

## Generování UUID verze 4 (náhodné)
náhodné_uuid = SecureRandom.uuid
puts "UUID verze 4: #{náhodné_uuid}"

## Ruby nemá vestavěnou metodu pro UUID verze 1
## K tomu byste potřebovali použít gem jako 'uuidtools'

<?php
// Generování UUID verze 4 (náhodné)
náhodnéUuid = sprintf('%04x%04x-%04x-%04x-%04x-%04x%04x%04x',
    mt_rand(0, 0xffff), mt_rand(0, 0xffff),
    mt_rand(0, 0xffff),
    mt_rand(0, 0x0fff) | 0x4000,
    mt_rand(0, 0x3fff) | 0x8000,
    mt_rand(0, 0xffff), mt_rand(0, 0xffff), mt_rand(0, 0xffff)
);
echo "UUID verze 4: " . $náhodnéUuid . "\n";

// PHP nemá vestavěnou metodu pro UUID verze 1
// K tomu byste potřebovali použít knihovnu jako 'ramsey/uuid'
?>

Odkazy

  1. Leach, P., Mealling, M., & Salz, R. (2005). A Universally Unique IDentifier (UUID) URN Namespace. RFC 4122. https://tools.ietf.org/html/rfc4122
  2. Mezinárodní organizace pro standardizaci. (2005). Informační technologie – Procedury pro provoz OSI registračních autorit: Generování a registrace univerzálně jedinečných identifikátorů (UUID) a jejich použití jako komponenty ASN.1 Object Identifier. ISO/IEC 9834-8:2005. https://www.iso.org/standard/62795.html
  3. Univerzálně jedinečný identifikátor. (2023). V Wikipedii. https://en.wikipedia.org/wiki/Universally_unique_identifier
  4. Snowflake ID. (2023). V Wikipedii. https://en.wikipedia.org/wiki/Snowflake_ID
  5. ULID Spec. (n.d.). GitHub. https://github.com/ulid/spec

Související nástroje

Generátor CPF pro testování a validaci dat v aplikacích
Generátor náhodných uživatelských agentů pro testování webového vývoje
Generátor náhodných míst: Tvorba globálních souřadnic
Generátor pro vytváření platných MongoDB ObjectID
Generátor MD5 Hash
Generátor náhodných názvů projektů
Generátor ID sněhové vločky pro distribuované systémy
Kalkulačka pro výpočet smáčeného obvodu kanálů
Generátor Nano ID pro bezpečné a jedinečné identifikátory
Generátor K-sortovatelných unikátních identifikátorů KSUID
Feedback