Генератор UUID

Що таке UUID?

UUID (Universally Unique Identifier) – це 128-бітний ідентифікатор, що використовується в комп’ютерних системах для унікальної ідентифікації інформації. UUID стандартизовано згідно з RFC 4122 і завдяки своїй величезній ентропії гарантує практично нульову ймовірність колізії – це означає, що два незалежно згенеровані UUID майже напевно будуть унікальними.

UUID має стандартний формат: xxxxxxxx-xxxx-Mxxx-Nxxx-xxxxxxxxxxxx, де кожен x – це шістнадцяткова цифра (0-9, a-f), M позначає версію UUID, а N позначає варіант.

Версії UUID

UUID v1 (Мітка часу + MAC-адреса)

UUID v1 базується на поточній мітці часу (timestamp) та випадковому значенні (у браузері замість MAC-адреси). Використовує 100-наносекундні інтервали з 15 жовтня 1582 року (Григоріанський календар).

Використання:

• Ситуації, коли потрібне хронологічне сортування UUID
• Дебаггінг та логування (UUID містить інформацію про час створення)
• Розподілені системи з часовою синхронізацією

Приклад: 6ba7b810-9dad-11d1-80b4-00c04fd430c8

Переваги:

• UUID можна сортувати хронологічно за часом створення
• Корисно для аудиту та дебаггінгу
• Містить інформацію про мітку часу

Недоліки:

• Потенційний ризик безпеки – містить мітку часу
• У браузері не містить справжньої MAC-адреси (замінено випадковим значенням)
• Погана локація бази даних (мітка часу знаходиться в молодших бітах)

UUID v3 (MD5 хеш)

UUID v3 генерується за допомогою MD5 хешу простору імен UUID та імені. Детермінований – однаковий простір імен + ім’я завжди створюватимуть однаковий UUID.

Використання:

• Перетворення URL, імен DNS або інших ідентифікаторів на UUID
• Ситуації, коли потрібен відтворюваний UUID
• Відображення між різними системами ідентифікації

Приклад: a3bb189e-8bf9-3888-9912-ace4e6543002

Переваги:

• Детермінований (однаковий вхід = однаковий вихід)
• Ідеально підходить для перетворення відомих ідентифікаторів
• Відсутність колізій для різних входів

Недоліки:

• MD5 – застарілий алгоритм (віддавайте перевагу v5)
• Вимагає простору імен та імені
• Неможливо відновити початковий вхід

UUID v4 (Випадковий) - РЕКОМЕНДОВАНО

Найпоширеніша версія UUID. UUID v4 генерується чисто випадково за допомогою криптографічно безпечного генератора випадкових чисел (crypto.getRandomValues()).

Використання:

• Первинні ключі бази даних
• Ідентифікатори сесій (session IDs)
• Унікальні імена файлів
• Токени API
• Загальні цілі, де потрібен гарантовано унікальний ID

Приклад: f47ac10b-58cc-4372-a567-0e02b2c3d479

Переваги:

• Максимальна ентропія та безпека
• Відсутність залежності від часу або системних параметрів
• Найпростіша реалізація

Ймовірність колізії: При генерації 1 мільярда UUID за секунду протягом 100 років шанс колізії становить приблизно 0,00000006%.

UUID v5 (SHA-1 хеш)

UUID v5 ідентичний v3, але використовує SHA-1 замість MD5. Більш сучасна та безпечна альтернатива v3.

Використання:

• Те саме, що й v3, але з кращою безпекою
• Переважний над v3 для нових проєктів
• Генерація UUID з URL, імен DNS, OID, X.500 DN

Приклад: 886313e1-3b8a-5372-9b90-0c9aee199e5d

Переваги:

• Детермінований
• SHA-1 є більш надійним, ніж MD5
• Підходить для відображення між системами

Недоліки:

• SHA-1 також вважається застарілим (але все ще безпечніший, ніж MD5)
• Вимагає простору імен та імені

UUID v6 (Упорядкована мітка часу)

UUID v6 – це покращена версія v1 з переупорядкованими часовими бітами для кращого індексування бази даних. Розроблений для вирішення проблем з локальністю в базах даних.

Використання:

• Первинні ключі бази даних з часовим сортуванням
• Системи, що вимагають хронологічного сортування та продуктивності БД
• Сучасна альтернатива v1

Приклад: 1ec9414c-232a-6b00-b3c8-9e6bdeced846

Переваги:

• Краща локація бази даних, ніж у v1 (мітка часу у старших бітах)
• Хронологічне сортування
• Сумісний зі стандартом UUID

Недоліки:

• Менш поширений, ніж v1/v4
• Все ще містить інформацію про час (ризик безпеки)

UUID v7 (Unix мітка часу)

UUID v7 використовує Unix мітку часу (мілісекунди з 1970 року) + випадкові біти. Найновіша версія UUID з найкращою локацією бази даних.

Використання:

• Сучасні первинні ключі бази даних
• Системи, що вимагають продуктивності + часового сортування
• Заміна v1/v6 у нових проєктах

Приклад: 017f22e2-79b0-7cc3-98c4-dc0c0c07398f

Переваги:

• Найкраща локація бази даних серед усіх версій
• Unix мітка часу є стандартною
• Поєднує переваги випадковості та часового сортування

Недоліки:

• Відносно нова специфікація (RFC 4122bis)
• Менш підтримувана в застарілих системах

Яку версію UUID використовувати?

Посібник з вибору

Потрібна максимальна безпека та випадковість? → Використовуйте UUID v4 (найпоширеніший вибір)

Потрібне часове сортування та продуктивність БД? → Використовуйте UUID v7 (сучасний) або UUID v6 (стандарт)

Потрібні відтворювані UUID з існуючих ідентифікаторів? → Використовуйте UUID v5 (SHA-1) або UUID v3 (MD5, застарілий)

Потрібна мітка часу та аудиторський слід? → Використовуйте UUID v1 (застарілий, гірша продуктивність БД)

Бази даних

Для нових проєктів: UUID v7 або v4

• v7 ідеально підходить для часового сортування + продуктивності
• v4 для максимальної випадковості без інформації про час

Для застарілих систем: UUID v1 або v6

• v6 має кращу локацію БД, ніж v1
• v1 широко підтримується

Переваги UUID як первинного ключа:

• Глобальна унікальність – Можна поєднувати дані з різних баз даних без конфліктів
• Безпека – На відміну від послідовних ID (1, 2, 3…), неможливо вгадати наступні значення
• Розподілені системи – UUID можна генерувати незалежно на кількох серверах без координації
• Злиття баз даних – При злитті двох баз даних не виникає конфліктів

Недоліки:

• Більший розмір (16 байт проти 4-8 байт для цілого числа)
• Повільніше індексування в деяких базах даних (використовуйте v6/v7 для кращої продуктивності)
• Менш читабельний для людини

API та веб-сервіси

• REST API – Унікальні ідентифікатори для ресурсів
• GraphQL – Глобальні ідентифікатори для вузлів
• Webhook – Відстеження запитів та відповідей
• Токени – ID сесій, токени оновлення

Файли та сховища

• Імена файлів – Запобігання колізіям під час завантаження
• S3/Хмарне сховище – Унікальні шляхи до об’єктів
• Ключі кешу – Ідентифікатори в системах кешування

Фронтенд-додатки

• React/Vue компоненти – Унікальні ключі для списків
• Тимчасові ID – ID перед збереженням у базу даних
• Локальне сховище – Ключі для збережених даних
• Offline-first додатки – Генерація ID без підключення до сервера

Розширені функції генератора

Генерація UUID з власним часом

Для версій, що базуються на часі (v1, v6, v7), ви можете вибрати будь-яку мітку часу за допомогою вибору дати та часу. Це корисно для:

Тестування:

• Симуляція UUID, створених у минулому
• Тестування часового сортування в базах даних
• Відтворення UUID для дебаггінгу

Міграція даних:

• Генерація UUID з історичними мітками часу
• Заповнення даних з коректними значеннями міток часу
• Імпорт даних з різних часових періодів

Аудит та відповідність:

• Реконструкція UUID за часом створення запису
• Ретроактивна генерація ідентифікаторів

Приклад використання:

1. Виберіть версію v1, v6 або v7
2. Встановіть дату та час за допомогою вибору дати та часу
3. Згенеруйте UUID з вашою власною міткою часу

UUID на основі хешу (v3, v5)

Для детермінованих UUID ви можете використовувати версії v3 (MD5) або v5 (SHA-1):

Як використовувати:

1. Виберіть простір імен відповідно до типу вашого ідентифікатора
2. Введіть назву/значення
3. Згенеруйте UUID

Приклади:

Важливі властивості:

• ✅ Детермінований: однаковий вхід = завжди однаковий UUID
• ✅ Відтворюваний: ви можете відтворити UUID будь-коли
• ✅ Послідовний: однаковий UUID у різних системах
• ❌ Неможливо декодувати: з UUID неможливо отримати початкову назву
• ℹ️ Один UUID: для v3/v5 завжди генерується лише один UUID (однаковий вхід = однаковий вихід)

Практичне використання:

// Приклад: Перетворення URL на UUID v5
Namespace: URL
Name: https://example.com/api/users/123
Result: 886313e1-3b8a-5372-9b90-0c9aee199e5d

// Однаковий вхід = завжди однаковий UUID
Namespace: DNS
Name: google.com
Result: завжди однаковий UUID для google.com

Як безпечно використовувати UUID?

Криптографічна безпека

Наш генератор використовує crypto.getRandomValues(), що є криптографічно безпечним генератором випадкових чисел. На відміну від Math.random(), який є передбачуваним і непридатним для цілей безпеки, crypto.getRandomValues() забезпечує справжню ентропію, придатну для:

• Генерації токенів безпеки
• ID сесій
• Ключів API
• Криптографічних додатків

Порівняння версій UUID

UUID проти інших ідентифікаторів

Реалізація різними мовами програмування

JavaScript/TypeScript

// UUID v4 - Найпростіший спосіб (сучасні браузери)
const uuid = crypto.randomUUID();

// UUID v4 - Ручна реалізація
function generateUUIDv4() {
  return 'xxxxxxxx-xxxx-4xxx-yxxx-xxxxxxxxxxxx'.replace(/[xy]/g, (c) => {
    const r = (crypto.getRandomValues(new Uint8Array(1))[0] & 0x0f) >> (c === 'x' ? 0 : 2);
    const v = c === 'x' ? r : (r & 0x3) | 0x8;
    return v.toString(16);
  });
}

// UUID v7 - Рекомендовано для баз даних
function generateUUIDv7() {
  const timestamp = Date.now();
  const timeHi = (timestamp >> 16).toString(16).padStart(8, '0');
  const timeLow = (timestamp & 0xFFFF).toString(16).padStart(4, '0');

  const randomBytes = crypto.getRandomValues(new Uint8Array(10));
  const randomHex = Array.from(randomBytes)
    .map(b => b.toString(16).padStart(2, '0'))
    .join('');

  return `${timeHi}-${timeLow}-7${randomHex.substr(0, 3)}-${randomHex.substr(3, 4)}-${randomHex.substr(7)}`;
}

Python

import uuid

# UUID v4
uuid_v4 = str(uuid.uuid4())
# Output: '6ba7b810-9dad-11d1-80b4-00c04fd430c8'

# UUID v1
uuid_v1 = str(uuid.uuid1())

Java

import java.util.UUID;

// UUID v4
String uuidV4 = UUID.randomUUID().toString();

PHP

// UUID v4 (PHP 7+)
function generateUUID() {
    return 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)
    );
}

C#

using System;

// UUID v4
Guid uuid = Guid.NewGuid();
string uuidString = uuid.ToString();

Best Practices

Зберігання UUID у базі даних

PostgreSQL:

CREATE TABLE users (
    id UUID PRIMARY KEY DEFAULT gen_random_uuid(),
    email VARCHAR(255) NOT NULL,
    created_at TIMESTAMP DEFAULT NOW()
);

MySQL 8.0+:

CREATE TABLE users (
    id BINARY(16) PRIMARY KEY DEFAULT (UUID_TO_BIN(UUID())),
    email VARCHAR(255) NOT NULL,
    created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);

Порада: У MySQL зберігайте UUID як BINARY(16) замість CHAR(36) для економії місця та швидшого індексування.

Валідація UUID

function isValidUUID(uuid) {
  const regex = /^[0-9a-f]{8}-[0-9a-f]{4}-[1-5][0-9a-f]{3}-[89ab][0-9a-f]{3}-[0-9a-f]{12}$/i;
  return regex.test(uuid);
}

Конвертація UUID

// Видалення дефісів
const compact = uuid.replace(/-/g, '');

// Додавання дефісів назад
function formatUUID(compactUuid) {
  return [
    compactUuid.substring(0, 8),
    compactUuid.substring(8, 12),
    compactUuid.substring(12, 16),
    compactUuid.substring(16, 20),
    compactUuid.substring(20, 32)
  ].join('-');
}

Вирішення проблем (Troubleshooting)

UUID v3/v5 не працює

Проблема: Після вибору v3 або v5 нічого не генерується

Рішення:

1. ✅ Перевірте, що ви заповнили поле “Назва” - воно обов’язкове!
2. ✅ Виберіть правильний простір імен відповідно до типу вашого входу
3. ✅ Приклади дійсних входів:
   • DNS: example.com, google.com
   • URL: https://example.com/page
   • Будь-який текст: моя-програма-v1

Порада: Спробуйте спочатку просте значення, як test, та простір імен DNS.

Часовий UUID (v1, v6, v7) має дивний час

Проблема: Згенерований UUID має неочікувану мітку часу

Рішення:

1. ✅ Перевірте вибір дати та часу - чи правильно встановлено час?
2. ✅ Вибір дати та часу використовує ваш локальний часовий пояс
3. ✅ Залиште вибір дати та часу порожнім для поточного часу

UUID неможливо скопіювати

Проблема: Кнопка “Копіювати все” не працює

Рішення:

1. ✅ Перевірте, що ви згенерували UUID (вони не порожні)
2. ✅ Деякі браузери вимагають HTTPS для API буфера обміну
3. ✅ Альтернативно виберіть текст у текстовій області та скопіюйте вручну (Ctrl+C)

Часті питання (FAQ)

Альтернативи UUID

ULID (Universally Unique Lexicographically Sortable Identifier)

• 128-бітний ID (як і UUID)
• Лексикографічно сортується за часом створення
• Компактніше представлення (26 символів замість 36)
• Кодування base32 без урахування регістру

Приклад: 01ARZ3NDEKTSV4RRFFQ69G5FAV

NanoID

• Менший розмір, ніж UUID (стандартно 21 символ)
• URL-friendly (без спеціальних символів)
• Швидша генерація
• Налаштовувана довжина та алфавіт

Приклад: V1StGXR8_Z5jdHi6B-myT

Snowflake ID (Twitter)

• 64-бітний ID (менший, ніж UUID)
• Сортується за часом
• Містить ID воркера та порядковий номер
• Вимагає централізованої конфігурації

Приклад: 1234567890123456789

Продуктивність та оптимізація

Швидкість генерації

Наш генератор може згенерувати:

• 1 UUID: < 1 мс
• 100 UUID: ~10-20 мс
• 1000 UUID: ~100-200 мс

Поради щодо продуктивності

1. Пакетна генерація – Якщо вам потрібно багато UUID, генеруйте їх одразу, а не по одному
2. Зберігання в БД – Індексуйте стовпці UUID для швидкого пошуку
3. Компресія – Зберігайте UUID у бінарному вигляді (16 байт) замість рядка (36 байт)
4. Кешування – У деяких випадках ви можете попередньо генерувати та кешувати UUID

Для розробників

Структура UUID v4

xxxxxxxx-xxxx-4xxx-yxxx-xxxxxxxxxxxx
|        |    |    |    |
|        |    |    |    └─ 48 бітів випадкових даних (node)
|        |    |    └────── 16 бітів випадкових даних з варіантом (clock_seq)
|        |    └─────────── 12 бітів випадкових даних + 4 біти версії (time_hi_and_version)
|        └──────────────── 16 бітів випадкових даних (time_mid)
└───────────────────────── 32 біти випадкових даних (time_low)

• Версія (4 біти): завжди 0100 (двійково) = 4 (шістнадцятково)
• Варіант (2-3 біти): завжди 10 (двійково) для RFC 4122

Тестування UUID

// Jest test
describe('UUID Generator', () => {
  test('generates valid UUID v4', () => {
    const uuid = generateUUIDv4();
    const regex = /^[0-9a-f]{8}-[0-9a-f]{4}-4[0-9a-f]{3}-[89ab][0-9a-f]{3}-[0-9a-f]{12}$/i;
    expect(regex.test(uuid)).toBe(true);
  });

  test('generates unique UUIDs', () => {
    const uuid1 = generateUUIDv4();
    const uuid2 = generateUUIDv4();
    expect(uuid1).not.toBe(uuid2);
  });
});

Аспекти безпеки

Чого не слід робити з UUID

❌ Не використовуйте UUID v1 для чутливих додатків – Він містить мітку часу, що може бути ризиком безпеки

❌ Не використовуйте Math.random() для генерації UUID – Він не є криптографічно безпечним

❌ Не покладайтесь на UUID для авторизації – UUID можна вгадати (хоча з надзвичайно малою ймовірністю)

❌ Не зберігайте UUID у файлах cookie без шифрування – Використовуйте signed cookies або JWT

Що слід робити

✅ Використовуйте UUID v4 для більшості випадків – Найвища ентропія та безпека

✅ Поєднуйте UUID з іншими заходами безпеки – Для управління сесіями використовуйте HTTPS, HttpOnly cookies та короткий термін дії

✅ Валідуйте UUID на сервері – Завжди перевіряйте формат та версію UUID

✅ Використовуйте криптографічно безпечні джерела випадковості – crypto.getRandomValues() у браузері, /dev/urandom на Linux

Цікаві факти

• Кількість можливих UUID v4: 2^122 ≈ 5.3 × 10^36 (340 ундециліонів)
• Необхідна колізія: Для 50% шансу колізії потрібно згенерувати 2.71 × 10^18 UUID (2.71 квінтильйонів)
• Розмір усіх можливих UUID: Якщо б ми зберегли кожен UUID як 16 байт, весь простір зайняв би 85 зеттабайт (85 мільярдів терабайт)
• Походження: UUID було стандартизовано як частина DCE (Distributed Computing Environment) у 1990 році