Generátor UUID pre rôzne aplikácie a systémy

Generátor UUID

Úvod

Universálne jedinečný identifikátor (UUID) je 128-bitové číslo používané na identifikáciu informácií v počítačových systémoch. UUID sú štandardizované Open Software Foundation (OSF) ako súčasť Distribuovaného výpočtového prostredia (DCE). Tieto identifikátory sú navrhnuté tak, aby boli jedinečné v priestore aj čase, čo ich robí ideálnymi pre rôzne aplikácie v distribuovaných systémoch a mimo nich.

Tento nástroj na generovanie UUID vám umožňuje vytvárať verzie 1 (na základe času) a verzie 4 (náhodné) UUID. Tieto identifikátory sú užitočné v rôznych scenároch, kde je potrebná jedinečná identifikácia, ako sú kľúče databáz, distribuované systémy a sieťové protokoly.

Ako UUID fungujú

Štruktúra UUID

UUID je zvyčajne reprezentovaný ako 32 hexadecimálnych číslic, zobrazených v piatich skupinách oddelených pomlčkami, v tvare 8-4-4-4-12, čo predstavuje celkom 36 znakov (32 alfanumerických znakov a 4 pomlčky). Napríklad:

1550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000
2

128 bitov UUID je rozdelených do špecifických polí, pričom každé nesie rôzne informácie v závislosti od verzie UUID:

32 bitov pre pole time_low
16 bitov pre pole time_mid
16 bitov pre pole time_hi_and_version
8 bitov pre pole clock_seq_hi_and_reserved
8 bitov pre pole clock_seq_low
48 bitov pre pole node

Tu je diagram ilustrujúci štruktúru UUID:

Verzie UUID

Existuje niekoľko verzií UUID, z ktorých každá má svoj vlastný spôsob generovania:

Verzia 1 (na základe času): Používa aktuálny časový pečiatok a MAC adresu počítača.
Verzia 2 (DCE Security): Podobná verzii 1, ale obsahuje identifikátor miestneho domény.
Verzia 3 (na základe názvu, MD5): Generovaná hashovaním identifikátora menného priestoru a názvu.
Verzia 4 (náhodná): Generovaná pomocou náhodného alebo pseudo-náhodného čísla.
Verzia 5 (na základe názvu, SHA-1): Podobná verzii 3, ale používa SHA-1 hashovanie.

Tento nástroj sa zameriava na generovanie verzií 1 a 4 UUID.

Formula

Generovanie UUID verzie 1

UUID verzie 1 sú generované pomocou nasledujúcich komponentov:

Časová pečiatka: 60-bitová hodnota predstavujúca počet 100-nanosekundových intervalov od 15. októbra 1582 (dátum gregoriánskej reformy kresťanského kalendára).
Sekvencia hodiniek: 14-bitová hodnota používaná na vyhnutie sa duplicitám v prípade, že sa hodiny nastavujú späť.
Node: 48-bitová hodnota, zvyčajne odvodená z MAC adresy počítača.

Formula na generovanie UUID verzie 1 môže byť vyjadrená ako:

1UUID = (timestamp * 2^64) + (clock_sequence * 2^48) + node
2

Generovanie UUID verzie 4

UUID verzie 4 sú generované pomocou kryptograficky silného generátora náhodných čísel. Formula je jednoducho:

1UUID = random_128_bit_number
2

S konkrétnymi bitmi nastavenými na označenie verzie (4) a variantu.

Použitie

UUID majú množstvo aplikácií v rôznych oblastiach počítačovej vedy a softvérového inžinierstva:

Kľúče databáz: UUID sa často používajú ako primárne kľúče v databázach, najmä v distribuovaných systémoch, kde môže viacero uzlov generovať záznamy súčasne.
Distribuované systémy: V rozsiahlych distribuovaných systémoch pomáhajú UUID jedinečne identifikovať zdroje, transakcie alebo udalosti naprieč viacerými uzlami alebo dátovými centrami.
Adresovanie obsahu: UUID môžu byť použité na vytvorenie jedinečných identifikátorov pre obsah v systémoch s adresovateľným obsahom.
Správa relácií: Webové aplikácie často používajú UUID na správu používateľských relácií, pričom zabezpečujú, že každá relácia má jedinečný identifikátor.
Identifikácia zariadení IoT: V aplikáciách Internetu vecí (IoT) môžu byť UUID použité na jedinečné identifikovanie jednotlivých zariadení v sieti.

Alternatívy

Aj keď sú UUID široko používané, existujú alternatívne prístupy na generovanie jedinečných identifikátorov:

Automaticky zvyšujúce sa ID: Jednoduché a bežne používané v systémoch s jednou databázou, ale nie sú vhodné pre distribuované prostredia.
ID na základe časovej pečiatky: Môžu byť užitočné pre časovo usporiadané dáta, ale môžu čeliť problémom s kolíziou v scénaroch s vysokou konkurenciou.
Snowflake ID: Vyvinuté spoločnosťou Twitter, tieto ID kombinujú časovú pečiatku a číslo pracovníka na generovanie jedinečných ID v distribuovaných systémoch.
ULID (Universally Unique Lexicographically Sortable Identifier): Novšia alternatíva, ktorá sa snaží byť priateľskejšia k používateľom a usporiadateľnejšia ako UUID.

História

Koncept UUID bol prvýkrát predstavený v systéme Apollo Network Computing a neskôr štandardizovaný Open Software Foundation (OSF) ako súčasť Distribuovaného výpočtového prostredia (DCE) v 90. rokoch. Počiatočná špecifikácia bola publikovaná v roku 1997 ako ISO/IEC 11578:1996 a neskôr revidovaná v roku 2005 ako súčasť ISO/IEC 9834-8:2005.

Kľúčové míľniky v histórii UUID:

1. roky: Apollo Computer vyvinul koncept UUID pre ich systém sieťového výpočtu.
1997: Prvá špecifikácia UUID publikovaná ako ISO/IEC 11578:1996.
2005: Špecifikácia UUID revidovaná a publikovaná ako súčasť ISO/IEC 9834-8:2005.
2009: RFC 4122 definuje formát UUID a algoritmy generovania používané dnes.

V priebehu času sa UUID stali nevyhnutným nástrojom v distribuovaných systémoch a návrhu databáz, s rôznymi implementáciami a adaptáciami naprieč rôznymi programovacími jazykmi a platformami.

Kódové príklady

Tu sú príklady generovania UUID v rôznych programovacích jazykoch:

1import uuid
2
3## Generovanie UUID verzie 4 (náhodné)
4random_uuid = uuid.uuid4()
5print(f"UUID verzie 4: {random_uuid}")
6
7## Generovanie UUID verzie 1 (na základe času)
8time_based_uuid = uuid.uuid1()
9print(f"UUID verzie 1: {time_based_uuid}")
10

1const { v1: uuidv1, v4: uuidv4 } = require('uuid');
2
3// Generovanie UUID verzie 4 (náhodné)
4const randomUuid = uuidv4();
5console.log(`UUID verzie 4: ${randomUuid}`);
6
7// Generovanie UUID verzie 1 (na základe času)
8const timeBasedUuid = uuidv1();
9console.log(`UUID verzie 1: ${timeBasedUuid}`);
10

1import java.util.UUID;
2
3public class UuidGenerator {
4    public static void main(String[] args) {
5        // Generovanie UUID verzie 4 (náhodné)
6        UUID randomUuid = UUID.randomUUID();
7        System.out.println("UUID verzie 4: " + randomUuid);
8
9        // Generovanie UUID verzie 1 (na základe času)
10        UUID timeBasedUuid = UUID.fromString(new com.eaio.uuid.UUID().toString());
11        System.out.println("UUID verzie 1: " + timeBasedUuid);
12    }
13}
14

1require 'securerandom'
2
3## Generovanie UUID verzie 4 (náhodné)
4random_uuid = SecureRandom.uuid
5puts "UUID verzie 4: #{random_uuid}"
6
7## Ruby nemá vstavanú metódu pre UUID verzie 1
8## Na to by ste potrebovali použiť gem ako 'uuidtools'
9

1<?php
2// Generovanie UUID verzie 4 (náhodné)
3$randomUuid = sprintf('%04x%04x-%04x-%04x-%04x-%04x%04x%04x',
4    mt_rand(0, 0xffff), mt_rand(0, 0xffff),
5    mt_rand(0, 0xffff),
6    mt_rand(0, 0x0fff) | 0x4000,
7    mt_rand(0, 0x3fff) | 0x8000,
8    mt_rand(0, 0xffff), mt_rand(0, 0xffff), mt_rand(0, 0xffff)
9);
10echo "UUID verzie 4: " . $randomUuid . "\n";
11
12// PHP nemá vstavanú metódu pre UUID verzie 1
13// Na to by ste potrebovali použiť knižnicu ako 'ramsey/uuid'
14?>
15

Odkazy

Leach, P., Mealling, M., & Salz, R. (2005). A Universally Unique IDentifier (UUID) URN Namespace. RFC 4122. https://tools.ietf.org/html/rfc4122
Medzinárodná organizácia pre normalizáciu. (2005). Informačné technológie – Procedúry pre prevádzku orgánov registrácie OSI: Generovanie a registrácia univerzálnych jedinečných identifikátorov (UUID) a ich použitie ako komponenty ASN.1 Object Identifier. ISO/IEC 9834-8:2005. https://www.iso.org/standard/62795.html
Universálne jedinečný identifikátor. (2023). V Wikipédii. https://en.wikipedia.org/wiki/Universally_unique_identifier
Snowflake ID. (2023). V Wikipédii. https://en.wikipedia.org/wiki/Snowflake_ID
ULID Spec. (n.d.). GitHub. https://github.com/ulid/spec

Whiz Tools

Generátor UUID pre rôzne aplikácie a systémy

Generátor UUID

Vygenerovaný UUID

Dokumentácia

Generátor UUID

Úvod

Ako UUID fungujú

Štruktúra UUID

Verzie UUID

Formula

Generovanie UUID verzie 1

Generovanie UUID verzie 4

Použitie

Alternatívy

História

Kódové príklady

Odkazy

Spätná väzba

Súvisiace nástroje

Generátor CPF na testovanie a validáciu údajov

Generátor náhodných používateľských agentov pre testovanie webového vývoja

Generátor náhodných lokalít: Tvorca globálnych súradníc

Generátor ObjectID pre MongoDB na testovanie a vývoj

Generátor MD5 Hash

Generátor názvov náhodných projektov

Nástroj na generovanie a overovanie IBAN pre testovanie a verifikáciu

Snowflake ID Generator for Twitter: Create and Analyze IDs

Kalkulačka pre výpočet zmáčaného obvodu kanálov

Nano ID Generator: Secure and Unique Identifier Tool