UUID ジェネレーター

UUID とは？

UUID（Universally Unique Identifier、汎用一意識別子）は、コンピュータシステムで情報を一意に識別するために使用される 128 ビットの数値です。UUID は GUID（Globally Unique Identifier、グローバル一意識別子）とも呼ばれます。

UUID の特徴

一意性：分散システムで重複 UUID が生成される確率は極めて低い
標準化：RFC 4122 標準に準拠
クロスプラットフォーム：異なるオペレーティングシステムとプログラミング言語で使用可能
非中央集権：中央調整機関が不要

UUID の応用シーン

データベース主キー：分散データベースの主キーとして
ファイル識別：ファイルシステム内のファイルを識別
セッション管理：Web アプリケーションのセッション識別
メッセージキュー：メッセージの一意識別
API インターフェース：API リクエストとレスポンスの識別

UUID バージョン詳細

UUID v1（時間とノードベース）

形式：xxxxxxxx-xxxx-1xxx-yxxx-xxxxxxxxxxxx

特徴：

現在時刻とノード ID（通常は MAC アドレス）に基づく
タイムスタンプ情報を含み、時間順にソート可能
MAC アドレス情報が漏洩する可能性がある

生成アルゴリズム：

// 疑似コード例
function generateUUIDv1() {
  const timestamp = Date.now();
  const nodeId = getMACAddress();
  const clockSeq = random16Bit();

  return formatUUID(timestamp, clockSeq, nodeId);
}

UUID v3（名前空間と MD5 ベース）

形式：xxxxxxxx-xxxx-3xxx-yxxx-xxxxxxxxxxxx

特徴：

名前空間 UUID と名前の MD5 ハッシュに基づく
同じ名前空間と名前は常に同じ UUID を生成
決定論的 UUID が必要なシーンに適用

生成アルゴリズム：

function generateUUIDv3(namespace, name) {
  const namespaceBytes = parseUUID(namespace);
  const nameBytes = Buffer.from(name, 'utf8');
  const hash = crypto
    .createHash('md5')
    .update(Buffer.concat([namespaceBytes, nameBytes]))
    .digest();

  return formatUUIDv3(hash);
}

UUID v4（ランダム生成）

形式：xxxxxxxx-xxxx-4xxx-yxxx-xxxxxxxxxxxx

特徴：

完全にランダム生成
最も一般的に使用される UUID バージョン
意味のある情報を含まない

生成アルゴリズム：

function generateUUIDv4() {
  const bytes = crypto.randomBytes(16);
  bytes[6] = (bytes[6] & 0x0f) | 0x40; // バージョン 4
  bytes[8] = (bytes[8] & 0x3f) | 0x80; // バリアント

  return formatUUID(bytes);
}

UUID v5（名前空間と SHA-1 ベース）

形式：xxxxxxxx-xxxx-5xxx-yxxx-xxxxxxxxxxxx

特徴：

名前空間 UUID と名前の SHA-1 ハッシュに基づく
v3 より安全（MD5 ではなく SHA-1 を使用）
決定論的 UUID が必要なシーンに適用

UUID NIL（空 UUID）

形式：00000000-0000-0000-0000-000000000000

特徴：

すべてのビットが 0
"UUID なし" または "不明な UUID" を表すために使用
データベース設計でデフォルト値として使用

事前定義された名前空間

標準名前空間 UUID

DNS 名前空間：6ba7b810-9dad-11d1-80b4-00c04fd430c8
URL 名前空間：6ba7b811-9dad-11d1-80b4-00c04fd430c8
OID 名前空間：6ba7b812-9dad-11d1-80b4-00c04fd430c8
X.500 DN 名前空間：6ba7b814-9dad-11d1-80b4-00c04fd430c8

使用例

// DNS 名前空間を使用して UUID v3 を生成
const dnsNamespace = '6ba7b810-9dad-11d1-80b4-00c04fd430c8';
const uuid = generateUUIDv3(dnsNamespace, 'example.com');
// 結果：5df41881-3aed-3515-88a7-2f4a814cf09e

API インターフェース

単一 UUID 生成

// UUID v4 を生成
const uuid = generateUUID('v4');

// UUID v1 を生成
const uuid = generateUUID('v1');

// UUID v3 を生成
const uuid = generateUUID('v3', {
  namespace: '6ba7b810-9dad-11d1-80b4-00c04fd430c8',
  name: 'example.com',
});

バッチ UUID 生成

// バッチ UUID 生成
const uuids = generateMultipleUUIDs('v4', 10);

// 異なるバージョンの UUID を生成
const mixedUUIDs = generateMultipleUUIDs(['v1', 'v4', 'v5'], 5);

UUID 検証

// UUID 形式を検証
const isValid = validateUUID('550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000');

// UUID バージョンを取得
const version = getUUIDVersion('550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000');

パフォーマンス考慮事項

生成速度

v4（ランダム）：最速、約 100,000 UUID/秒
v1（時間）：中程度、約 50,000 UUID/秒
v3/v5（ハッシュ）：遅い、約 10,000 UUID/秒

メモリ使用量

各 UUID は 16 バイトを占有
バッチ生成時はメモリ使用量に注意

並行安全性

v4 は暗号学的に安全な乱数生成器を使用
v1 はクロックシーケンスの一意性を確保する必要がある

ベストプラクティス

UUID バージョンの選択

一般的な用途：UUID v4 を使用
時間順ソートが必要：UUID v1 を使用
決定論的が必要：UUID v3 または v5 を使用
データベース主キー：UUID v4 を推奨

ストレージ最適化

-- PostgreSQL での UUID ストレージ
CREATE TABLE users (
  id UUID PRIMARY KEY DEFAULT gen_random_uuid(),
  name VARCHAR(255)
);

-- インデックス作成
CREATE INDEX idx_users_id ON users(id);

パフォーマンス最適化

// オブジェクトプールを使用してメモリ割り当てを削減
const uuidPool = new Array(1000).fill(null).map(() => generateUUIDv4());

// バッチ生成時に Web Workers を使用
const worker = new Worker('uuid-worker.js');
worker.postMessage({ type: 'generate', count: 1000 });