将唯一的16位数字ID映射到唯一的字母数字ID

Question

在我正在进行的项目中，我需要生成16个字符长的唯一ID，包括10个数字加上26个大写字母（仅大写）。必须保证它们具有普遍的独特性，没有机会重复。

ID不会永久存储。一段时间后，ID将从数据库中抛出，并且必须生成新的唯一ID。 ID也永远不会与抛出的ID重复。

所以随机生成16位数并检查以前生成的ID列表不是一个选项，因为没有以前ID的综合列表。此外，UUID将无效，因为ID的长度必须为16位。

现在我正在使用16位数的唯一ID，每次生成时都保证它们是唯一的（我使用timestamps生成它们加上唯一的服务器ID）。但是，我需要难以预测ID，使用timestamps可以轻松预测。

所以我需要做的是将我拥有的16位数字ID映射到更大范围的10位+ 26位字母而不会失去唯一性。我需要某种散列函数，从较小的范围映射到较大的范围，保证一对一的映射，以确保唯一的ID在映射后保持唯一。

我已经搜索过，到目前为止还没有找到任何保证无冲突的散列或映射函数，但如果我映射到更大的空间，则必须存在。任何建议都表示赞赏。

Answer 1

编辑：这是一个更新的答案，因为我误读了最终ID的约束。

这是一个可能的解决方案。

设置：

• UID16 = 16位唯一身份证
• LUID = 16个符号的UID（使用数字+字母）
• SECRET =秘密字符串
• HASH = SECRET + UID16的一些哈希

现在，您可以计算：

LUID = BASE36(UID16) + SUBSTR(BASE36(HASH), 0, 5)

BASE36（UID16）将生成一个11个字符的字符串（因为16 / log10（36）〜= 10.28）

保证是唯一的，因为原始UID16完全包含在最终ID中。如果碰巧与两个不同的UID16发生哈希冲突，那么你仍然会有两个不同的LUID。

然而，很难预测，因为其他5个符号基于不可预测的哈希值。

注意：您只能在哈希部分获得log2（36 ^ 5）〜= 26位熵，根据您的安全要求，这可能是也可能不够。原始UID16越不可预测，越好。

Answer 2

您希望从包含10个 ¹⁶ 不同值的空间映射到具有36个 ¹⁶ 值的空间。

这两个空格的大小比率为~795,866,110。

使用BigDecimal并将每个输入值乘以比率，以在输出空间上平均分配输入键。然后base-36对结果值进行编码。

这是一个16位数值的样本，包括11位“时间戳”和使用上述方案编码的5位服务器ID。

Decimal ID          Base-36 Encoding
----------------    ----------------
4156333000101044 -> EYNSC8L1QJD7MJDK
4156333000201044 -> EYNSC8LTY4Y8Y7A0
4156333000301044 -> EYNSC8MM5QJA9V6G
4156333000401044 -> EYNSC8NEDC4BLJ2W
4156333000501044 -> EYNSC8O6KXPCX6ZC
4156333000601044 -> EYNSC8OYSJAE8UVS
4156333000701044 -> EYNSC8PR04VFKIS8
4156333000801044 -> EYNSC8QJ7QGGW6OO

前11位形成“时间戳”，我计算了一系列增加1的结果;最后五位数字是任意“服务器ID”，在本例中为01044。

Answer 3

Brandon Staggs写了一篇关于Implementing a Partial Serial Number Verification System的好文章。这些示例是用Delphi编写的，但可以转换为其他语言。

Answer 4

您的问题的一个通用解决方案是加密。由于加密是可逆的，因此始终是从明文到密文的一对一映射。如果你加密数字[0,1,2,3，...]，那么你可以保证得到的密文也是唯一的，只要你保持相同的密钥，不要重复一个数字或溢出允许的大小。您只需要跟踪下一个要加密的数字，根据需要递增，并检查它是否永远不会溢出。

然后问题减少到加密的大小（以位为单位）以及如何将其呈现为文本。你说：＆＃34; 10个数字加上26个大写字母（只有大写）。＆＃34;这类似于Base32编码，它使用数字2,3,4,5,6,7和26个字母。不完全符合您的要求，但可能足够接近并可以现货供应。每个Base32字符5位的16个字符是80位。您可以使用80位分组密码并将输出转换为Base32。滚动您自己的简单Feistel cipher或使用Hasty Pudding cipher，可以为任何块大小设置。如果此处存在重大安全要求，请不要自行推送。您自己的Feistel密码将为您提供独特性和混淆，而不是安全性。 Hasty Pudding也提供安全保障。

如果你确实需要所有10位数字和26个字母，那么你正在查看基数为36的数字。计算出所需的位数为36 ^ 16并继续进行。将密文位转换为以36为基数表示的数字。

如果您编写自己的密码，那么您似乎不需要解密功能，这将节省一些工作。