如何生成固定长度唯一随机字符串？

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1. 字符串长度固定在 8 位[a-zA-Z0-9]，仅要求千万数据量下保证唯一
2. 不需要根据随机串解码出原值。
3. 随机串不能被猜测出。
4. 有自增 ID 可以使用，但是随机串不能有规律。

第 1 条附言 · 2018-01-16 14:53:26 +08:00

谢谢各位提供的方案。

预生成的方案应该是最合理的能满足真随机和唯一。不过暂时不会考虑预生成所以排除了。

由于可能发生批量生成的场景（抽奖活动预创建 1W 个兑换码）所以想避开检查碰撞的查询数据库操作。

至于随机和唯一两者的数学上的冲突不在讨论范围内，我想表达的是看似随机无法被猜测这个要求。

自增长 ID 辅助生成已经可以满足我的需求。另外想了解下如果没有依赖自增长 ID。这种场景常用的方案是哪些

随机

字符

长度

串

57 条回复 • 2018-01-17 05:00:43 +08:00

maemual

2018-01-15 17:43:08 +08:00

自增 ID 改成随机自增 x

Sypher

2018-01-15 18:00:56 +08:00

丢 list 里啊，生成的时候检查下 list.contains(newStr)。

Keyes

2018-01-15 18:01:36 +08:00 via Android

生成订单号吗？参考京东做法，订单号有一个用户 id 作为 parent，随便猜，没有用，而且订单号可以做很短，客服和客户可以很容易识别

bearice

2018-01-15 18:03:37 +08:00

XTEA 加密

xfund4

2018-01-15 18:05:38 +08:00

@Keyes 类似于生成邀请码，兑换码。

porrat

2018-01-15 18:07:12 +08:00

sha1(random_chars)

scriptB0y

2018-01-15 18:07:20 +08:00

uuid.uuid4()

porrat

2018-01-15 18:07:57 +08:00

看错了，以为是 40 位，可以再编码一次

xfund4

2018-01-15 18:08:27 +08:00

@Sypher 类似兑换码的业务，数据库压力很低，不想借助 redis 之类的服务。

另外，生成的随机串要求上面给错了。是 [A-Z1-9]

chinvo

2018-01-15 18:09:10 +08:00

ksuid K-Sortable Globally Unique IDs 长度太长不符合楼主要求

shortid 7-14 位，位数不固定

hashids 同位数不固定（非传统意义 ID，而是将数字 ID 加密，可逆算法

lululau

2018-01-15 18:10:51 +08:00

邀请码兑换码肯定要存库的，这个直接随机就好了吧，随机完了查下库里是不是有这个数了，有的话就重新随机一个，一个 alphanum 字符可以编码 5 位，就按 4 位算，8 个字符可以编码 4 个字节了，4 个字节怎么还不够千万；还是说不知道怎么把一个整数转换成 alphanum 字符串？

xfund4

2018-01-15 18:11:27 +08:00

@chinvo 由于数据量是可控的，所以额外要求了生成的串必须是 8 位 [A-Z1-9]

honeycomb

2018-01-15 18:13:43 +08:00 via Android

最笨的一个办法是用 csprng 导出二进制数，再转换成楼主需要的 36 进制

tabris17

2018-01-15 18:14:24 +08:00

根据自增 ID，用 skip32 加密，然后 base62 编码

moult

2018-01-15 18:14:28 +08:00

自增 ID 从 10 进制转到 62 进制。然后再追加随机字符串补全 8 位。这样可以不用去数据库校验是否重复，虽然前面几位有规律，但是后面是随机的，也能做到猜不出。
http://php.net/manual/en/function.random-bytes.php

chinvo

2018-01-15 18:14:41 +08:00

@xfund4 hashids 可以控制最短位数，如果你的数据（数值型 id ）没有超过一定限制，那么你固定最短 8 位就可以保证输出的字符串时 8 位的。另外 hashids 字符串范围可控，在初始化的时候传入一个 string 就好。

我也没有其他更好的方案了，你可以先试一下这个。

xfund4

2018-01-15 18:16:53 +08:00

@moult 是的，我不希望再查一次数据库防碰撞。62 进制补足 8 位这个随机补位有可能会造成重复啊。

lululau

2018-01-15 18:19:11 +08:00

要随机就免不了碰撞，要不想检查碰撞就不可能随机。。。

Magnus1k

2018-01-15 18:24:23 +08:00

不想碰撞就把所有符合的字符串全部生成了，然后随机挑一点出来用。

daodao

2018-01-15 18:26:16 +08:00

hash

zjp

2018-01-15 18:31:46 +08:00 via Android

我用的是时间戳加 4 位随机数，限制 8 个字符的话时间戳范围取小一点不知道够不够

toan

2018-01-15 18:44:48 +08:00 via Android

@Magnus1k 赞同。不想碰撞的话，先生成，后随机挑。
目前我这做过一个实例，先生成可用数据池数据，比如先生出 2 万，生成的时候进行唯一检验，使用的时候从该池子里随机挑选，增加使用取数的效率。当池子数据量低于某个阈值了，就重新生成补满池子。

ylsc633

2018-01-15 18:48:45 +08:00

用这个吧 hashids

我用过,感觉还不错,没有应用到大项目里,所以测不出性能消耗

这个只需要你保管好自己的 salt 就行了!

用的这个包 https://github.com/ivanakimov/hashids.php

具体实践类似于 https://www.g9zz.com/post/6ravkEd7bx 这种吧后面是定长的,且没有特殊字符,还可反解出来

xfund4

2018-01-15 18:58:20 +08:00

谢谢诸位提供的方案，因为有自增 ID 来为保证唯一。确实 hashids 的方案比较适合。

@chinvo @ylsc633

xfund4

2018-01-15 18:59:52 +08:00

@chinvo @Magnus1k @toan 如果没有自增 ID，并且不希望是预生成的。有没有更好的办法呢

l1093178

2018-01-15 19:01:03 +08:00

完全随机的话，到 sqrt(62 ^ 8) ~= 14, 000, 000 这个数量级就会出现冲突（ https://zh.wikipedia.org/wiki/生日問題），所以说只能考虑除了完全随机之外的方案
可以考虑用这个库： https://github.com/c2h5oh/hide

Kilerd

2018-01-15 19:03:07 +08:00

sha3

moult

2018-01-15 19:03:11 +08:00

@xfund4 不想数据库查询的话，肯定要基于一个现有的 ID 来生成了。
1、基于数据库的自增 ID 来生成，就我#15 给你的办法，比如 1-5 位由自增 ID 转到 62 进制，不够 5 位就补 0，后面三位随机生成来避免猜测性。这样肯定不会重复的。
2、基于时间戳+用户 ID，也是将随机串的其中几位来保存时间戳和用户 ID。虽然无法避免统一秒同一用户发多个请求，但是后面还有随机串在，生成重复的概率可以忽略不计。另外时间戳没必要 1970 开始，就从 2018 开始就好了，这样时间戳会小很多。

SunnyMeow

2018-01-15 19:05:24 +08:00 via iPad

安利一个自己的答案： https://www.zhihu.com/question/29865340/answer/119744048

kaneg

2018-01-15 19:08:04 +08:00 via iPhone

我的一个不成熟的想法：A-Z，0-9，共 36 位，每个 ID8 位，则共有 36^8 种可能，而你的需求只要千万数量级，那么可以把总的取值范围等分为千万块，每一块大概有上万个值。使用的时候先用你的自增 ID 取一个块，然后在这一块里随机取一个值。这样的结果是每个值都不会重复，每个值是万分之一的随机，所以被猜测的可能性也很小

xupefei

2018-01-15 19:14:29 +08:00

8 位千万数据量不算很大，直接 rand 然后查重就可以做到。
查重有很多办法可以用。不过上千万的数据，普通的哈希表已经慢到不行了。可以用 bloom filter 和各种 data sketch 算法。

toan

2018-01-15 19:16:09 +08:00 via Android

@xfund4 碰撞问题没有好的办法避免。

geelaw

2018-01-15 19:17:27 +08:00

用安全的随机置换即可。

owenliang

2018-01-15 19:35:40 +08:00 via Android

随机生成字节系列，转 16 进制，去重保存

renyijiu

2018-01-15 19:40:25 +08:00

时间戳加一定长度字符串

viko16

2018-01-15 19:49:45 +08:00

实际应用上还得考虑把 "iIl1" 这类不易辨识的字母组合移除..

innoink

2018-01-15 20:08:20 +08:00

既然已经知道总数，那么预先生成存起来，然后随用随取

innoink

2018-01-15 20:09:25 +08:00

检查的时候用 bloomfilter

qfdk

2018-01-15 20:35:32 +08:00 via iPhone

md5 （数据+ 随便）取指定长度

julyclyde

2018-01-15 20:36:29 +08:00

固定长度就不可能唯一啊

yingfengi

2018-01-15 21:05:34 +08:00

非程序员，写过一些小东西，我记得 php 有个获取当前时间戳生成一个 ID 的函数还是啥，生成的这个 ID 会是毫秒级的，反正是这么一个东西，之前用过，生成 ID 后 md5 作为一个 key,当初是这样只玩的。
你可以，md5 之后随机取 8 位啥的
以上，仅供参考

billlee

2018-01-15 21:52:46 +08:00

block_ciper(counter())

fuyufjh

2018-01-15 21:56:46 +08:00

最科学的方法：把输出看成一个(26+26+10)进制、8 位的数

random.randint(0, (26+26+10)**8)

nccer

2018-01-15 22:41:01 +08:00

生成个池子,用的时候在里面选一个.

zhx1991

2018-01-16 00:13:40 +08:00

用上面说的某种碰撞很低但不是没有的随机策略

然后在库里把这个字段设成唯一

插入重复数据会报错(非常罕见), 捕获相应异常重来

janxin

2018-01-16 11:05:06 +08:00

提前生成随机字母数字池，过滤清洗重复数据。这段时间不占用业务响应时间。使用的时候取出任意（从头部或尾部取出），销毁之。

w3sy

2018-01-16 11:28:56 +08:00

@Magnus1k 完全正确，数学问题，不用讨论了

janxin

2018-01-16 11:32:26 +08:00

刚刚说的还是比较业务偷懒了，其实技术一点的方法是设计一个映射算法即可。随便想了一个简单的：保证安全性前提下可以使用带校验位方式，可以占一个字母；为了混淆，可随机生成 2 位随机位，也可以用于后续 ID 的运算随机位可重复没关系，占用两个字节，不要求安全就随机三个字节；自增 ID 占用 5 位即可满足现有数量级需求，可按位或其他方式进行运算得到一个，还可以带入之前取到的随机数进行，凯撒之类的简单算法就可以。顺序还可以随机排序组合，能识别的前提下 XD

raptor

2018-01-16 11:53:40 +08:00

千万级就是小于 1 亿，对应二进制不到 27 位。
A-Z1-9 8 位，相当于 35 进制的 8 位，对应二进制 41 位多点。
生成一个 14 位的随机数，左移 27 位，和 ID 组成一个 41 位二进制数。
自己设置一个密钥，再用 RC4 加密这个 41 位二进制数。
最后把这个加密后的二进制数转为 35 进制的 A-Z1-9。

这样可以保证唯一，猜不到，不用查数据库三个要求。

解出 ID 的方法：
字符串转成二进制，RC4 解密，把 41 位二进制最高 14 位填充成 0，再补 23 位 0 填充成 64 位，转成整数即是 ID。

mingl0280

2018-01-16 12:23:36 +08:00

SHA1/MD5 一个随机值（真随机值）取其中随意八位，然后查库有没有碰撞到的……
其实讲道理这个碰撞在千万量级应该是不可能的……

chuhemiao

2018-01-16 13:10:45 +08:00

是时候上区块链思想了

lbp0200

2018-01-16 15:10:28 +08:00

从老外那，抄来的
od -x /dev/urandom | head -1 | awk '{OFS="-"; print $2$3,$4,$5,$6,$7$8$9}'

pheyx

2018-01-16 16:16:10 +08:00

@honeycomb 你这个想法确实挺笨又 low 的

mengzhuo

2018-01-16 17:10:27 +08:00

总空间只有 = 218,340,105,584,896
你的要求是 = 000,000,0xx,xxx,xxx

正好对半开
把时间填在前面，唯一 id 填到后面，然后随便位移，置换，异或一下就好了（反正没人会真的看你的算法）

SooHoo

2018-01-16 17:54:33 +08:00

这两天公司业务需求，提现码（不能重复，不能被猜测到，不能太长，最多 6 位）
大概说下生成规则

先将数字小写字母大写字母打乱
然后左边取 20 个字符作为 randomKey
剩下右边给 numKey

将用户 id 进行 numKey.length 进制换算，生成字符串 result

长度不足 6 个，从 randomKey 随机取 6 个字符，插入 result 字符串随机位置

SooHoo

2018-01-16 17:57:40 +08:00

@SooHoo

接上，没发完不小心发出来了
----------
大概思想就是把 uid 放入到串里面，然后，随机插入不包括 uid 的字符

为了让用户稍微难些分析。就加入了进制转换，然后随机插入位置。

可能有 BUG，欢迎指正。哈哈

-----------------------------------------

/**
*
* @param count 字符个数
* @param uid 用户 id
* @return
*/
public static String randomString(int count, int uid) {

String randomKey = CODE.substring(0, 20);
String numKey = CODE.substring(20);

StringBuilder result = new StringBuilder();

while (uid > 0) { //转成 numKey.length 进制
int p = uid % numKey.length();
result.append(numKey.substring(p, p + 1));
uid = uid / numKey.length();
}

if (result.length() < count) {//字数不足，随机字符补全
Random random = new Random();
int size = count - result.length();
for (int i = 0; i < size; i++) {
int r = random.nextInt(randomKey.length()); //随机取一个字符
int p = random.nextInt(result.length() + 1);//随机一个位置
result.insert(p, randomKey.substring(r, r + 1));
}
}
return result.toString();
}

wwhc

2018-01-17 05:00:43 +08:00

md6sum -d32 用户 ID/随机数