تولید UUID آنلاین (نسخهٔ ۴ و ۷)

در UUID نسخهٔ ۴، از ۱۲۸ بیت، ۱۲۲ بیت تصادفی است و شش بیت باقی‌مانده نسخه و گونه را مشخص می‌کنند. هیچ اطلاعاتی دربارهٔ زمان یا سازندهٔ شناسه در آن نیست و دو UUID پشت‌سرهم هیچ ترتیبی با هم ندارند. این ویژگی برای شناسه‌های عمومی خوب است، چون از روی شناسه نمی‌توان چیزی حدس زد.

در UUID نسخهٔ ۷، ۴۸ بیت اول زمان یونیکس به میلی‌ثانیه است و بقیه، جز بیت‌های نسخه و گونه، تصادفی است. نتیجه این است که UUID‌هایی که در زمان‌های مختلف ساخته می‌شوند، با مرتب‌سازی معمولی رشته یا بایت به ترتیب زمان ساخت مرتب می‌شوند. همین ترتیب زمانی دلیل اصلی محبوبیت سریع نسخهٔ ۷ برای کلید اصلی پایگاه داده است.

با باز شدن صفحه، پنج UUID نسخهٔ ۴ ساخته می‌شود. با گزینه‌های بالای فهرست بین نسخهٔ ۴ و ۷ جابه‌جا می‌شوید، در کادر «تعداد» عددی بین ۱ تا ۱۰۰ وارد می‌کنید و دکمهٔ «ساخت دوباره» فهرست تازه‌ای می‌سازد. در «قالب نمایش» می‌توانید خط تیره‌ها را حذف کنید، مثلاً برای ستونی که ۳۲ نویسهٔ بدون خط تیره می‌خواهد، یا حروف را بزرگ کنید. کنار هر شناسه دکمهٔ کپی هست و دکمهٔ «کپی همه» کل فهرست را با همان قالب، هر شناسه در یک خط، در کلیپ‌بورد می‌گذارد تا مستقیم در فایل seed، اسکریپت SQL یا صفحه‌گسترده بچسبانید.

نسخهٔ ۴ با تابع crypto.randomUUID مرورگر ساخته می‌شود و اگر مرورگر آن را نداشته باشد، با crypto.getRandomValues و تنظیم دستی بیت‌های نسخه و گونه؛ هر دو از مولد عدد تصادفی امن رمزنگاری استفاده می‌کنند، نه Math.random معمولی. در نسخهٔ ۷ زمان از ساعت دستگاه شما خوانده می‌شود و ۷۴ بیت بقیه از همان مولد امن می‌آید. خروجی پیش‌فرض با حروف کوچک هگزادسیمال و با خط تیره است که قالب استاندارد و رایج‌ترین شکل نمایش UUID است.

یک روش کاربردی: اگر برای محیط تست به چند رکورد با شناسهٔ ثابت نیاز دارید، تعداد را روی همان عدد بگذارید، فهرست را یک‌جا کپی کنید و در فایل seed یا اسکریپت مهاجرت بچسبانید. چون شناسه‌ها ثابت در فایل ذخیره می‌شوند، هر بار که پایگاه دادهٔ تست را از نو می‌سازید همان شناسه‌ها برمی‌گردند و لینک‌ها، تست‌های خودکار و داده‌های وابسته نمی‌شکنند. مقایسهٔ حروف بزرگ و کوچک هم مهم است: استاندارد خروجی را با حروف کوچک توصیه می‌کند ولی خواندن هر دو شکل را الزامی می‌داند؛ پس اگر در کد UUID را به‌صورت رشته مقایسه می‌کنید، پیش از مقایسه هر دو طرف را به حروف کوچک تبدیل کنید.

مزیت اصلی UUID این است که هر بخشی از سیستم می‌تواند بدون پرسیدن از پایگاه داده شناسه بسازد. اپلیکیشن موبایل می‌تواند رکوردی را آفلاین با UUID بسازد و بعداً همگام کند، چند سرویس می‌توانند هم‌زمان رکورد درج کنند بی‌آنکه شناسه‌ها تداخل پیدا کنند و ادغام داده از دو پایگاه دادهٔ جدا بدون بازشماره‌گذاری انجام می‌شود.

برای تست و توسعه هم این ابزار کاربرد زیادی دارد: ساختن دادهٔ نمونه، پر کردن فایل‌های fixture، تعیین کلید یکتایی درخواست (idempotency key) هنگام تست API یا نام‌گذاری فایل‌ها و پوشه‌های موقت. وقتی UUID‌ها را در لاگ یا متن طولانی جست‌وجو می‌کنید، نمونهٔ آمادهٔ UUID در تست Regex کمک می‌کند.

در بیشتر موتورهای پایگاه داده، کلید اصلی در یک ایندکس B-tree نگه‌داری می‌شود. وقتی کلیدها تصادفی باشند، مثل UUID نسخهٔ ۴، هر درج جدید در جای تصادفی ایندکس می‌نشیند؛ صفحه‌های ایندکس مدام شکافته می‌شوند و کش حافظه کارایی کمتری دارد. در جدول‌های کوچک این اثر محسوس نیست، ولی در جدول‌های چند ده میلیون ردیفی سرعت درج را به‌طور قابل‌توجهی کم می‌کند. در MySQL با موتور InnoDB که داده‌ها بر اساس کلید اصلی مرتب ذخیره می‌شوند، این اثر بیشتر است.

UUID نسخهٔ ۷ این مشکل را تا حد زیادی حل می‌کند، چون شناسه‌های جدید همیشه در انتهای ایندکس اضافه می‌شوند؛ رفتاری شبیه کلید افزایشی معمولی، با این تفاوت که همچنان بدون هماهنگی ساخته می‌شود. در PostgreSQL نوع داده‌ای uuid شانزده بایت فضا می‌گیرد و تابع gen_random_uuid() از نسخهٔ ۱۳ به بعد UUID نسخهٔ ۴ می‌سازد؛ تابع داخلی uuidv7() از نسخهٔ ۱۸ اضافه شده است. در MySQL بهتر است UUID را به‌جای رشتهٔ ۳۶ کاراکتری در ستون BINARY(16) با تابع UUID_TO_BIN ذخیره کنید.

با ۱۲۲ بیت تصادفی، تعداد UUID‌های نسخهٔ ۴ ممکن حدود ۵٫۳ × ۱۰ به توان ۳۶ است. بر اساس مسئلهٔ تولد، برای اینکه احتمال حتی یک تکرار به ۵۰ درصد برسد، باید حدود ۲٫۷ × ۱۰ به توان ۱۸ شناسه بسازید؛ یعنی اگر هر ثانیه یک میلیارد UUID تولید کنید، حدود ۸۵ سال طول می‌کشد. در عمل، احتمال تکرار از احتمال خرابی سخت‌افزار بسیار کمتر است.

در نسخهٔ ۷ بیت‌های تصادفی کمترند، ولی تکرار فقط بین شناسه‌هایی ممکن است که در یک میلی‌ثانیه ساخته شده‌اند. ۷۴ بیت تصادفی در هر میلی‌ثانیه برای هر کاربرد معمولی کاملاً کافی است. شرط اصلی هر دو نسخه این است که مولد تصادفی امن باشد؛ مشکلات واقعی تکرار UUID تقریباً همیشه از مولدهای ضعیف یا کپی شدن وضعیت ماشین مجازی ناشی شده‌اند، نه از ریاضیات.

UUID برای یکتایی طراحی شده، نه برای محرمانگی. نسخهٔ ۴ ساخته‌شده با مولد امن حدس‌زدنی نیست، ولی شناسه‌ها معمولاً در آدرس صفحه، لاگ و پاسخ API دیده می‌شوند؛ پس هرگز نباید داشتن UUID به‌تنهایی مجوز دسترسی باشد. برای توکن نشست، کلید API یا لینک بازیابی رمز از توکن تصادفی اختصاصی با طول کافی استفاده کنید؛ تولید پسورد برای ساخت چنین رشته‌هایی مناسب است.

نسخهٔ ۷ یک نکتهٔ حریم خصوصی هم دارد: زمان ساخت شناسه با دقت میلی‌ثانیه از خود آن قابل استخراج است. اگر شناسه را به کاربران نشان می‌دهید و زمان ثبت‌نام یا سفارش نباید معلوم شود، برای شناسهٔ عمومی از نسخهٔ ۴ استفاده کنید و نسخهٔ ۷ را برای کلید داخلی نگه دارید.

خود این ابزار کاملاً در مرورگر اجرا می‌شود. سرور ایران‌کلاد فقط صفحه را تحویل می‌دهد، UUID‌ها روی دستگاه شما ساخته می‌شوند و کد ابزار هیچ‌کدام را به سرور نمی‌فرستد؛ پس شناسه‌هایی که می‌سازید جایی ثبت نمی‌شوند.

ابزار آنلاین برای تست، دادهٔ نمونه و کارهای دستی عالی است، ولی در اپلیکیشن باید UUID را در خود کد ساخت. در JavaScript مرورگرها و Node.js تابع crypto.randomUUID() نسخهٔ ۴ می‌سازد. در Python ماژول uuid تابع uuid4() دارد. در PHP کتابخانه‌های رایج مثل ramsey/uuid یا کامپوننت Uid سیمفونی هر دو نسخه را پشتیبانی می‌کنند و در Go بستهٔ google/uuid هم نسخهٔ ۴ و هم ۷ را می‌سازد.

برای نسخهٔ ۷، پیش از انتخاب کتابخانه بررسی کنید که از RFC 9562 پیروی کند و در صورت نیاز شمارندهٔ یکنواخت داشته باشد. زمان سرورهایی که UUID نسخهٔ ۷ می‌سازند باید درست باشد؛ اگر ساعت سرور عقب یا جلو باشد، ترتیب شناسه‌ها با ترتیب واقعی رخدادها نمی‌خواند. برای تبدیل بخش زمانی به تاریخ خوانا، UUID را در بخش «بررسی و تشخیص نسخهٔ UUID» همین صفحه بچسبانید؛ زمان ساخت به وقت تهران و ISO 8601 نمایش داده می‌شود و با یک کلیک در تبدیل Unix Timestamp باز می‌شود.

اگر شناسه را به کاربر نشان می‌دهید و نمی‌خواهید چیزی از آن معلوم شود، نسخهٔ ۴ را انتخاب کنید. اگر شناسه کلید اصلی جدولی است که سریع بزرگ می‌شود یا می‌خواهید رکوردها به ترتیب ساخت مرتب شوند، نسخهٔ ۷ انتخاب بهتری است. در بسیاری از سیستم‌ها هر دو کنار هم استفاده می‌شوند: نسخهٔ ۷ برای کلید داخلی و نسخهٔ ۴ یا یک شناسهٔ کوتاه‌تر برای نمایش عمومی.

وقتی پروژه از مرحلهٔ تست عبور کرد، پایگاه داده را روی سرویس مدیریت‌شده یا سرور ابری خودتان راه بیندازید. برای بررسی یکپارچگی فایل‌هایی که با نام UUID ذخیره می‌کنید، ابزار هش و برای مرور سایر ابزارهای رایگان، صفحهٔ ابزارها را ببینید.