UUID generátor

Az univerzálisan egyedi azonosítót (UUID), más néven globálisan egyedi azonosítót (GUID), széles körben használják számítógépes rendszerekben.

Ez egy 128 bites kód, amelyet a rendszer a változók és állandók alapján állít elő: aktuális idő, MAC-cím, SHA-1 hash, MD5 névtér. Az UUID generálásának végeredménye, amelyet kötőjelekkel elválasztott, 32 karakterből álló alfanumerikus kódként jelenít meg, önkényesnek tűnhet, valójában azonban összetett számítások eredménye. A számítógép tehát nem „talál fel” egy kódot, hanem meghatározott technikai mennyiségekből alakítja ki, amelyek adott időpontban relevánsak.

Annak a valószínűsége, hogy ugyanazt az UUID-t két különböző számítógépen különböző időpontokban állítják elő, nullára hajlamos, ami lehetővé teszi a kapott kódok pont/helyi adatazonosításhoz történő használatát a koordinációs központra való hivatkozás nélkül. Ma az UUID/GUID mindenütt jelen van az online és offline hálózatokban is, és nemcsak a globális internetes térben működik hatékonyan, hanem az önálló számítógépes rendszerekben is.

UUID előzmények

A 128 bites UUID kódokat először az Apollo Computer amerikai cég használta az 1980-as években. A Domain/OS-ben használt egyszerűbb, 64 bites kódokon alapultak, és széles körben elterjedtek az Open Software Foundation számítási környezetben.

Az első Windows platformok megjelenésével a globálisan egyedi azonosító általánossá és szabványossá vált. A Microsoft átvette az Apollo Computer DCE-tervét, és az URN névteret az RFC 4122-ben regisztrálta. 2005-ben az IETF ez utóbbit javasolta új szabványnak, az UUID-t pedig szabványosították az ITU-n belül.

2002 elején rendszerteljesítmény-problémákat észleltek, amikor UUID-ket használtak elsődleges kulcsként a helyi adatbázisokban. Ezeket a 4-es verzióban egy nem véletlenszerű utótag hozzáadásával javították ki a számítógép rendszerideje alapján. Az úgynevezett COMB (Combined GUID Time Identifier) megközelítés növelte a kódduplikáció kockázatát, ugyanakkor jelentősen javította a teljesítményt a Microsoft SQL Serverrel végzett munka során.

Az informatikai technológiák fejlődésével az univerzális egyedi azonosító megszűnt rendkívül speciális technikai eszköz lenni, ma már mindenki használhatja. A generált kódok ismétlődési valószínűsége nem egyenlő nullával, hanem arra hajlik, és bármilyen digitális információ beazonosítható általuk, ami után az ismétlődés minimális kockázatával egyetlen adattömbbe egyesíthető.

UUID előnyei

A globális egyedi kódok generátorai nem igényelnek központosított adategyeztetést/szinkronizálást, és minden felhasználó számára szabadon elérhetők. Az UUID fő előnyei a következők:

Minimális a kódok ütközésének (ismétlődésének) kockázata. A tömeges használat ellenére az ismétlődés valószínűsége nulla.
Lehetőség különböző adattömbök összekapcsolására az UUID-k elsődleges (egyedi) kulcsként történő használatával.
Az adatok egyszerűsített elosztása több szétszórt szerver között.
Kódok offline generálása.

Az xxxxxxxx-xxxx-Mxxx-Nxxx-xxxxxxxxxxxx formátumban írt egyedi azonosító kódok lehetővé teszik a szétszórt rendszerek számára, hogy egyetlen adatközpontból koordináció nélkül ismerjék fel az információkat: a hibák/ismétlések csaknem nulla valószínűsége mellett. Ez a funkció, valamint a könnyű használhatóság és a számítógép teljesítményével szemben támasztott kis követelmények miatt az UUID igényes és nélkülözhetetlen a legkülönbözőbb IT-ágazatokban és autonóm számítástechnikai rendszerekben.

Az UUID kódokat generálhat különböző algoritmusok és változók/konstans értékek használatával.

Az azonosítónak összesen 5 verziója létezik, amelyek a rendszerdátumot/időt és a MAC-címeket, a DCE biztonsági protokollokat, az MD5 hash-t, az SHA-1 hash-t és a névteret használják generáláskor.

A végeredmény minden esetben xxxxxxxx-xxxx-Mxxx-Nxxx-xxxxxxxxxxx formátumban jelenik meg (hexadecimális jelölésű szám, amely kisbetűs latin betűkből és számokból áll, és kötőjelekkel öt blokkra osztva: 8-4 -4-4- 12), az M a verziót, az N az UUID változatot jelenti.

Így a rendszer egyszerre 36 karaktert használ (26 betűt és 10 számot), így a 32 számjegyű kódok ismétlődésének valószínűsége általában nulla, annak ellenére, hogy azokat felhasználók milliói generálják naponta szerte a világon.

UUID-verziók

1-es verzió

Az egyedi azonosító első verziója a kód generálásakor a számítógép MAC-címén és rendszeridején alapul, amely másodpercenként 1-szer megváltoztatja a számértékét. A generálási folyamat öt szakaszból áll:

Az alsó 32 bites információ az UTC címkéből származik. A rendszer 8 hexadecimális karakterre konvertálja őket, és 4 bájtot foglalnak el.
Átlagosan 16 bitnyi információ ugyanabból az UTC-címkéből származik, és 4 hexadecimális karakterré konvertálódik, amelyek 2 bájtot foglalnak el.
A rendszer az UTC-címkéből származó információ felső 12 bitjét veszi, és további 4 hexadecimális karakterré konvertálja.
További 1-3 bit esik az órajel sorrendjére, és bizonyos fokú véletlenszerűség/bizonytalanság bevezetésével csökkenti az ütközések kockázatát. A rendszeridőt vagy feltételesen lelassítjuk, vagy lelassítjuk – hogy ne „keresztezkedjen” két vagy több, ugyanazon a számítógépen egyidejűleg működő azonosító.
A fennmaradó 6 bájt az eszköz MAC-címe alapján generált állandó érték. 12 hexadecimális karakterből áll, és 48 bites.

Mivel az UUID első verziójának algoritmusa elválaszthatatlanul kapcsolódik a rendszeridőhöz, az órajelsorozat használata kötelező. Ellenkező esetben az azonos kódok generálásának kockázata többszörösére nő - a másodperc alatt, amikor a rendszeridő „lefagy” egyik vagy másik értéknél.

2-es verzió

A második verzió minimálisan különbözik az elsőtől, és a gyakorlatban ritkán használják. Órajelsorozat helyett felhasználói adatokhoz vagy más egyedi értékekhez kötött rendszerazonosítót használ, amelyek más számítógépeken nem, vagy nagyon ritkán ismétlődnek. A véletlenszerűség hatása a második verzióban minimálisra csökken, és felhasználható az elosztott számítási környezet biztonságának javítására.

3. és 5. verzió

Sok közös vonásuk van: egyedi neveket és neveket használnak (az MD5 térből) kódok, azaz nem véletlenszerű értékek létrehozásához. Csak a 3-as verzió használ szabványos hash-t, míg az 5-ös verzió SHA-1 hash-t. Az ilyen azonosítók kevésbé függnek a valószínűségi változóktól.

4-es verzió

Ennek az UUID-verziónak a létrehozása több mint 90%-ban véletlenszerű. Állandó értékekhez 6, tetszőleges értékekhez 122 bit tartozik. Az algoritmus megvalósítása az, hogy először véletlenszerűen generálunk 128 bitnyi információt, és ebből 6-ot verzió és változat adatokkal helyettesítünk.

Az álvéletlen számgenerátor szerepe a negyedik verzióban a maximális, és ha túl egyszerű algoritmusa van, akkor jelentősen megnő az ismétlődések/ütközések kockázata. Ennek ellenére ez a negyedik verzió, amely messze a legelterjedtebb és gyakran használt a gyakorlatban.

UUID-beállítások

Az egyedi UUID-t a számítástechnika fejlődésével többször finomították, és ma már több változatban is bemutatják.

0. lehetőség

Az örökölt Apollo Network Computing System 1.5 1988-as formátumú adatbázisokkal való együttműködésre tervezték. Ez az opció visszafelé kompatibilis velük, és nem ütközik az NCS korábbi UUID-jeivel.

1. és 2. lehetőség

A modern adatblokkok és tömbök azonosítására szolgál, és kanonikus szöveges formában nem különböznek egymástól, kivéve a variánsbitek írási sorrendjét. Tehát az 1. lehetőség big-endian byte-sorrendet használ, a 2. opció pedig a title-endian-t. Az első a fő, a második pedig a Microsoft Windows korai GUID-jaival való munkához van fenntartva.

3. lehetőség

Jelenleg nincs használatban. Fenntartott változat későbbi felhasználásra – amikor az előző opciók lehetőségei kimerültek.

A legtöbb rendszer big-endian-ban kódolja az azonosítót, de vannak kivételek. Például a Microsoft COM/OLE könyvtárakban a rendezés vegyes végződést használ, miközben kódot generál a title-endian és big-endian blokkokból. Az első az UUID első három összetevője, a második pedig az utolsó kettő.

{$ subpageListHide ? ('Show' | translate) : ('Hide' | translate) $}