tnfy.link – Was ist mit der ID?

Hallo zusammen!

Dies ist der zweite Teil meiner tnfy.link-Reihe – ein tiefer Einblick in einen weiteren URL-Shortener! Dieser Beitrag konzentriert sich auf die Feinheiten der Kurzlink-Generierung. Obwohl es scheinbar einfach ist, stellt die Auswahl der optimalen Methode doch einzigartige Herausforderungen dar.

Im Wesentlichen umfasst die Generierung eines kurzen Links die Erstellung einer prägnanten, eindeutigen Kennung für jede lange URL. Diese ID muss mehrere Kriterien erfüllen:

• Einzigartigkeit:Vermeidet Konflikte.
• Kürze:Praktisch in der Anwendung.
• Einfaches Tippen:Minimiert Fehler.
• Unvorhersehbarkeit: Verhindert Raten.

Nach gründlicher Untersuchung habe ich vier Hauptmethoden für die Erstellung von Kurzlinks identifiziert. Lassen Sie uns sie im Detail untersuchen.

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1. Der Random-Bytes-Ansatz

Die einfachste Methode nutzt die zufällige Byte-Generierung und anschließende Codierung. Es ist jedoch wichtig, zwischen pseudozufälliger und kryptografisch sicherer Zufallszahlengenerierung zu unterscheiden.

Pseudozufallszahlen

Gos math/rand Paket bietet einen Pseudozufallszahlengenerator (PRNG). Die Verwendung desselben Startwerts (Anfangswert) führt durchweg zu derselben Zahlenfolge. Obwohl es für viele Anwendungen ausreichend ist, ist es für die sichere oder unvorhersehbare Linkgenerierung ungeeignet.

Kryptografisch sichere Zufallszahlen

Für erhöhte Sicherheit ist das Paket crypto/rand vorzuziehen. Es nutzt Systemrauschen, um wirklich zufällige und unvorhersehbare Werte zu erzeugen – denken Sie an elektromagnetisches Rauschen. Dies garantiert eine hohe Entropie, aber bei virtuellen Maschinen, die für zufällige Daten auf ihren Host angewiesen sind, kann es bei hoher Auslastung zu einer langsameren Generierung kommen.

Zufällige Bytes kodieren

Rohe Zufallsbytes sind nicht URL-freundlich; Kodierung ist notwendig. Zu den gängigen Kodierungstechniken gehören:

1. Ganzzahl: Konvertiert Bytes in eine Ganzzahl. Einfach zu tippen, führt aber möglicherweise zu längeren IDs.
2. HEX: Hexadezimale Kodierung (0-9, A-F). Groß- und Kleinschreibung wird nicht beachtet und Tippfehler werden ignoriert.
3. Base64: Verwendet A-Z, a-z, 0-9, , / und =. Dabei wird jedoch die Groß-/Kleinschreibung beachtet und es kann zu Fehlern kommen.
4. Base58: Ähnlich wie Base64, jedoch ohne verwirrende Zeichen (z. B. I, l, O, 0). Dies verbessert die Benutzerfreundlichkeit. Bitcoin, Ripple und Flickr nutzen Base58.

Für benutzerfreundliche Kurzlinks bietet Base58 eine optimale Balance aus Kompaktheit und Fehlerresistenz.

Wichtige Punkte:

• Zufällige Bytes sind von Natur aus einzigartig und unvorhersehbar.
• Kodierungen wie Base58 verbessern die Benutzerfreundlichkeit.
• Kryptografisch sichere Zufälligkeit sorgt für Zuverlässigkeit.

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2. Der Hashing-Ansatz

Hashing generiert aus der Eingabe einen Wert fester Länge (z. B. die lange URL). Es garantiert zwar Konsistenz (identische Eingabe führt immer zur gleichen Ausgabe), es mangelt jedoch an Zufälligkeit. Folglich führt das wiederholte Kürzen derselben URL zu identischen IDs, wodurch die Unvorhersehbarkeitsanforderung nicht erfüllt wird.

Das Hinzufügen eines Zufallssalzes vor dem Hashing führt zu Variabilität, aber die Verwendung roher Zufallsbytes wird einfacher und effizienter.

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3. Der UUID-Ansatz

Universally Unique Identifiers (UUIDs) werden häufig zur eindeutigen Wertgenerierung verwendet. Ihr Standardformat ist für kurze Links zu lang, aber eine Neukodierung (z. B. in Base58) verringert die Größe.

NanoID, eine Alternative, generiert kürzere Zeichenfolgen (standardmäßig 21 Zeichen) mithilfe eines anpassbaren Alphabets und optimiert so die Lesbarkeit und Fehlerresistenz.

Warum UUIDs vermeiden?

UUIDs basieren grundsätzlich auf Zufallsbytes und bieten keinen wesentlichen Vorteil gegenüber der direkten Generierung von Zufallswerten.

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4. Der sequentielle Ansatz

Zufällige Wertgenerierung kann gelegentlich zu Duplikaten führen, insbesondere bei hoher Auslastung oder bei kürzeren IDs. Obwohl tnfy.link nicht für Hochlastszenarien konzipiert ist, sollten mögliche Probleme in Betracht gezogen werden.

Ein sequentieller Zähler garantiert grundsätzlich die Einzigartigkeit. Redis ermöglicht mithilfe des INCR-Befehls die verteilte Zählerimplementierung. Sequentielle IDs sind jedoch vorhersehbar. Die Kombination einer Sequenz mit zufälligen Bytes löst dieses Problem und gewährleistet sowohl Einzigartigkeit als auch Unvorhersehbarkeit.

Zum Beispiel:

• Zufallswert-Inkrementierungssequenz: Wenn zwei Instanzen denselben Zufallswert generieren, gewährleistet die Sequenz Eindeutigkeit.

Hinweis: Eine sequentielle Komponente kann die Gesamtzahl der generierten Links offenlegen, was in manchen Kontexten möglicherweise unerwünscht ist.

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Fazit

In diesem Beitrag wurden verschiedene Methoden zur Generierung von Kurzlinks untersucht:

• Zufällige Bytes: Einfach und effektiv, insbesondere bei sicheren Kodierungen wie Base58.
• Hashing: Zuverlässig, aber für diese Anwendung fehlt es an Zufälligkeit.
• UUID/NanoID: Gute Alternativen, aber zusätzliche Komplexität im Vergleich zu rohen Zufallsbytes.
• Sequenz: Löst Kollisionen, erhöht aber die ID-Länge.

Für die meisten Anwendungen sind Base58-codierte Zufallsbytes ausreichend. Für die Handhabung von Kollisionen mit hoher Auslastung ist die Kombination zufälliger Bytes mit einer sequentiellen Komponente robust. Obwohl es noch nicht im Backend von tnfy.link implementiert ist, ist es als zukünftige optionale Funktion geplant.

Vielen Dank fürs Lesen! Ihr Feedback zur Linkgenerierung ist in den Kommentaren willkommen!

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