UUID有多独特?

问题描述 投票:364回答:10

使用UUID唯一标识某些东西是安全的(我将它用于上传到服务器的文件)?据我了解,它基于随机数。然而,在我看来,如果有足够的时间,它最终会重复自我,只是纯粹的机会。是否有更好的系统或某种类型的模式来缓解这个问题?

guid uniqueidentifier uuid
10个回答
358
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非常安全:

一个特定人被陨石撞击的年度风险估计为170亿的一次机会,这意味着概率约为0.00000000006(6×10-11),相当于创造数十万亿UUID的几率在一年内,有一个重复。换句话说,只有在接下来的100年中每秒产生10亿UUID之后,创建一个副本的概率大约为50%。

警告:

但是,这些概率仅在使用足够的熵生成UUID时才成立。否则,重复的概率可能会显着更高,因为统计分散可能更低。如果分布式应用程序需要唯一标识符,那么即使合并来自许多设备的数据,UUID也不会发生冲突,每个设备上使用的种子和生成器的随机性在应用程序的生命周期内必须是可靠的。如果这不可行,RFC4122建议使用命名空间变体。

来源:维基百科关于通用唯一标识符的文章的Random UUID probability of duplicates section(链接导致从2016年12月开始修改,然后编辑重新编写了该部分)。

另请参阅同一个Universe唯一标识符文章Collisions上关于同一主题的当前部分。


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我不知道这对你是否重要,但要记住GUIDs are globally unique, but substrings of GUIDs aren't


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如果“给予足够的时间”意味着100年并且你以每秒10亿的速度创造它们,那么是的,你有50%的机会在100年后发生碰撞。


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有多种类型的UUID,因此“安全性”取决于您使用的类型(UUID规范称之为“版本”)。

  • 版本1是基于时间的加上MAC地址UUID。 128位包含48位用于网卡的MAC地址(由制造商唯一分配)和60位时钟,分辨率为100纳秒。那个时钟wraps in 3603 A.D.所以这些UUID至少在那之前是安全的(除非你每秒需要超过1000万个新的UUID或有人克隆你的网卡)。我说“至少”是因为时钟从1582年10月15日开始,所以你在时钟包裹之后大约有400年才会有重复的可能性。
  • 版本4是随机数UUID。有六个固定位,UUID的其余部分是122位随机性。请参阅Wikipedia或描述复制品不太可能的其他分析。
  • 版本3使用MD5,版本5使用SHA-1创建122位,而不是随机或伪随机数生成器。因此,就安全性而言,版本4就像是一个统计问题(只要您确定摘要算法处理的内容始终是唯一的)。
  • 版本2类似于版本1,但是具有较小的时钟,因此它将更快地环绕。但由于版本2 UUID适用于DCE,因此您不应使用这些。

因此,对于所有实际问题,他们是安全的如果你对将其留在概率中感到不舒服(例如,你担心地球在你的一生中被大型小行星摧毁的那种类型),那么请确保使用版本1 UUID并保证它是唯一的(在你的一生中,除非你计划住在公元3603年)。

那么为什么不是每个人都只使用版本1 UUID?这是因为版本1 UUID显示了它生成的机器的MAC地址,并且它们是可预测的 - 这两个可能对使用这些UUID的应用程序产生安全隐患。


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答案可能在很大程度上取决于UUID版本。

许多UUID生成器使用版本4随机数。然而,其中许多使用伪随机数生成器来生成它们。

如果使用播种时间很短的PRNG来生成UUID,我会说它根本不安全。

因此,它仅与用于生成它的算法一样安全。

另一方面,如果您知道这些问题的答案,那么我认为使用版本4 uuid应该是非常安全的。事实上,我正在使用它来识别网络块文件系统上的块,到目前为止还没有发生冲突。

在我的情况下,我正在使用的PRNG是一个mersenne twister,我小心它的种子来自多个来源,包括/ dev / urandom。 Mersenne twister的周期为2 ^ 19937 - 1.在我看到重复的uuid之前,这将是一段很长的时间。


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引自Wikipedia

因此,任何人都可以创建一个UUID并使用它来识别某些东西,并确信该标识符永远不会被任何人无意中用于其他任何事情。

它继续详细解释它实际上是多么安全。所以回答你的问题:是的,它足够安全。


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UUID方案通常不仅使用伪随机元素,还使用当前系统时间,以及某种通常唯一的硬件ID(如果可用),例如网络MAC地址。

使用UUID的重点在于您相信它可以更好地提供比您自己能够做到的唯一ID。这与使用第三方加密库而不是自己编写密码库背后的原理相同。自己动手可能会更有趣,但这样做通常不那么负责任。


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多年来一直这样做。永远不会遇到问题。

我通常设置我的数据库有一个包含所有键和修改日期等的表。没有碰到重复密钥的问题。

它唯一的缺点是,当您编写一些查询以快速查找某些信息时,您正在进行大量复制和粘贴密钥。你不再容易记住那些短暂的ID。


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这是一个测试片段,供您测试它的独特性。灵感来自@ scalabl3的评论

有趣的是,你可以连续产生两个相同的,当然是令人难以置信的巧合,运气和神圣干预,但尽管有不可思议的几率,它仍然是可能的! :D是的,它不会发生。只是说当你创造一个复制品时,想到那个时刻的乐趣!截图视频! - scalabl3 2015年10月20日19:11

如果您感到幸运,请选中复选框,它仅检查当前生成的ID。如果您希望进行历史记录检查,请将其保留为未选中状态。请注意,如果不加以控制,您可能会在某些时候用完ram。我试图使它对cpu友好,所以你可以在需要时快速中止,只需再次点击运行代码段按钮或离开页面。

Math.log2 = Math.log2 || function(n){ return Math.log(n) / Math.log(2); }
  Math.trueRandom = (function() {
  var crypt = window.crypto || window.msCrypto;

  if (crypt && crypt.getRandomValues) {
      // if we have a crypto library, use it
      var random = function(min, max) {
          var rval = 0;
          var range = max - min;
          if (range < 2) {
              return min;
          }

          var bits_needed = Math.ceil(Math.log2(range));
          if (bits_needed > 53) {
            throw new Exception("We cannot generate numbers larger than 53 bits.");
          }
          var bytes_needed = Math.ceil(bits_needed / 8);
          var mask = Math.pow(2, bits_needed) - 1;
          // 7776 -> (2^13 = 8192) -1 == 8191 or 0x00001111 11111111

          // Create byte array and fill with N random numbers
          var byteArray = new Uint8Array(bytes_needed);
          crypt.getRandomValues(byteArray);

          var p = (bytes_needed - 1) * 8;
          for(var i = 0; i < bytes_needed; i++ ) {
              rval += byteArray[i] * Math.pow(2, p);
              p -= 8;
          }

          // Use & to apply the mask and reduce the number of recursive lookups
          rval = rval & mask;

          if (rval >= range) {
              // Integer out of acceptable range
              return random(min, max);
          }
          // Return an integer that falls within the range
          return min + rval;
      }
      return function() {
          var r = random(0, 1000000000) / 1000000000;
          return r;
      };
  } else {
      // From http://baagoe.com/en/RandomMusings/javascript/
      // Johannes Baagøe <[email protected]>, 2010
      function Mash() {
          var n = 0xefc8249d;

          var mash = function(data) {
              data = data.toString();
              for (var i = 0; i < data.length; i++) {
                  n += data.charCodeAt(i);
                  var h = 0.02519603282416938 * n;
                  n = h >>> 0;
                  h -= n;
                  h *= n;
                  n = h >>> 0;
                  h -= n;
                  n += h * 0x100000000; // 2^32
              }
              return (n >>> 0) * 2.3283064365386963e-10; // 2^-32
          };

          mash.version = 'Mash 0.9';
          return mash;
      }

      // From http://baagoe.com/en/RandomMusings/javascript/
      function Alea() {
          return (function(args) {
              // Johannes Baagøe <[email protected]>, 2010
              var s0 = 0;
              var s1 = 0;
              var s2 = 0;
              var c = 1;

              if (args.length == 0) {
                  args = [+new Date()];
              }
              var mash = Mash();
              s0 = mash(' ');
              s1 = mash(' ');
              s2 = mash(' ');

              for (var i = 0; i < args.length; i++) {
                  s0 -= mash(args[i]);
                  if (s0 < 0) {
                      s0 += 1;
                  }
                  s1 -= mash(args[i]);
                  if (s1 < 0) {
                      s1 += 1;
                  }
                  s2 -= mash(args[i]);
                  if (s2 < 0) {
                      s2 += 1;
                  }
              }
              mash = null;

              var random = function() {
                  var t = 2091639 * s0 + c * 2.3283064365386963e-10; // 2^-32
                  s0 = s1;
                  s1 = s2;
                  return s2 = t - (c = t | 0);
              };
              random.uint32 = function() {
                  return random() * 0x100000000; // 2^32
              };
              random.fract53 = function() {
                  return random() +
                      (random() * 0x200000 | 0) * 1.1102230246251565e-16; // 2^-53
              };
              random.version = 'Alea 0.9';
              random.args = args;
              return random;

          }(Array.prototype.slice.call(arguments)));
      };
      return Alea();
  }
}());

Math.guid = function() {
    return 'xxxxxxxx-xxxx-4xxx-yxxx-xxxxxxxxxxxx'.replace(/[xy]/g, function(c)    {
      var r = Math.trueRandom() * 16 | 0,
          v = c == 'x' ? r : (r & 0x3 | 0x8);
      return v.toString(16);
  });
};
function logit(item1, item2) {
    console.log("Do "+item1+" and "+item2+" equal? "+(item1 == item2 ? "OMG! take a screenshot and you'll be epic on the world of cryptography, buy a lottery ticket now!":"No they do not. shame. no fame")+ ", runs: "+window.numberofRuns);
}
numberofRuns = 0;
function test() {
   window.numberofRuns++;
   var x = Math.guid();
   var y = Math.guid();
   var test = x == y || historyTest(x,y);

   logit(x,y);
   return test;

}
historyArr = [];
historyCount = 0;
function historyTest(item1, item2) {
    if(window.luckyDog) {
       return false;
    }
    for(var i = historyCount; i > -1; i--) {
        logit(item1,window.historyArr[i]);
        if(item1 == history[i]) {
            
            return true;
        }
        logit(item2,window.historyArr[i]);
        if(item2 == history[i]) {
            
            return true;
        }

    }
    window.historyArr.push(item1);
    window.historyArr.push(item2);
    window.historyCount+=2;
    return false;
}
luckyDog = false;
document.body.onload = function() {
document.getElementById('runit').onclick  = function() {
window.luckyDog = document.getElementById('lucky').checked;
var val = document.getElementById('input').value
if(val.trim() == '0') {
    var intervaltimer = window.setInterval(function() {
         var test = window.test();
         if(test) {
            window.clearInterval(intervaltimer);
         }
    },0);
}
else {
   var num = parseInt(val);
   if(num > 0) {
        var intervaltimer = window.setInterval(function() {
         var test = window.test();
         num--;
         if(num < 0 || test) {
    
         window.clearInterval(intervaltimer);
         }
    },0);
   }
}
};
};
Please input how often the calulation should run. set to 0 for forever. Check the checkbox if you feel lucky.<BR/>
<input type="text" value="0" id="input"><input type="checkbox" id="lucky"><button id="runit">Run</button><BR/>

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我同意其他答案。 UUID对于几乎所有实际用途都足够安全1,当然对你来说也是如此。

但假设(假设)他们不是。

是否有更好的系统或某种类型的模式来缓解这个问题?

以下是几种方法:

  1. 使用更大的UUID。例如,代替128个随机位,使用256或512或...假设你有一个可靠的entropy2源,你添加到type-4样式UUID的每个位将减少一半的碰撞概率。
  2. 构建一个集中式或分布式服务,生成UUID并记录它发布的每个UUID。每次生成一个新的时,它都会检查之前是否从未发出过UUID。如果我们假设运行服务的人绝对值得信赖,不腐败等等,那么这种服务在技术上是直截了当的(我认为)。不幸的是,他们不是......特别是当政府有可能干涉时。因此,这种方法可能是不切实际的,在现实世界中可能是不可能的。

1 - 如果UUID的唯一性决定核导弹是否在贵国首都发射,很多同胞都不会被“概率极低”所说服。因此我的“几乎所有”资格。

2 - 这是一个哲学问题。有什么东西真的随机吗?我们怎么知道它不是?我们所知道的宇宙是模拟吗?是否有一位上帝可能会“调整”物理定律以改变结果?

3 - 如果有人知道有关此问题的任何研究论文,请发表评论。

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