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base64文字列としてUUIDを保存する

データベースキーとしてUUIDを使用して実験しています。 UUID表現を人間が読める状態に保ちながら、可能な限り最小のバイトを使用したいと思います。

Base64を使用し、目的のために保存する必要がないと思われる末尾の「==」を削除して、22バイトにしたと思います。このアプローチには欠陥がありますか？

基本的に、私のテストコードはUUIDを22バイトの文字列に変換するために一連の変換を行い、それをUUIDに変換します。

import Java.io.IOException;
import Java.util.UUID;

public class UUIDTest {

    public static void main(String[] args){
        UUID uuid = UUID.randomUUID();
        System.out.println("UUID String: " + uuid.toString());
        System.out.println("Number of Bytes: " + uuid.toString().getBytes().length);
        System.out.println();

        byte[] uuidArr = asByteArray(uuid);
        System.out.print("UUID Byte Array: ");
        for(byte b: uuidArr){
            System.out.print(b +" ");
        }
        System.out.println();
        System.out.println("Number of Bytes: " + uuidArr.length);
        System.out.println();


        try {
            // Convert a byte array to base64 string
            String s = new Sun.misc.BASE64Encoder().encode(uuidArr);
            System.out.println("UUID Base64 String: " +s);
            System.out.println("Number of Bytes: " + s.getBytes().length);
            System.out.println();


            String trimmed = s.split("=")[0];
            System.out.println("UUID Base64 String Trimmed: " +trimmed);
            System.out.println("Number of Bytes: " + trimmed.getBytes().length);
            System.out.println();

            // Convert base64 string to a byte array
            byte[] backArr = new Sun.misc.BASE64Decoder().decodeBuffer(trimmed);
            System.out.print("Back to UUID Byte Array: ");
            for(byte b: backArr){
                System.out.print(b +" ");
            }
            System.out.println();
            System.out.println("Number of Bytes: " + backArr.length);

            byte[] fixedArr = new byte[16];
            for(int i= 0; i<16; i++){
                fixedArr[i] = backArr[i];
            }
            System.out.println();
            System.out.print("Fixed UUID Byte Array: ");
            for(byte b: fixedArr){
                System.out.print(b +" ");
            }
            System.out.println();
            System.out.println("Number of Bytes: " + fixedArr.length);

            System.out.println();
            UUID newUUID = toUUID(fixedArr);
            System.out.println("UUID String: " + newUUID.toString());
            System.out.println("Number of Bytes: " + newUUID.toString().getBytes().length);
            System.out.println();

            System.out.println("Equal to Start UUID? "+newUUID.equals(uuid));
            if(!newUUID.equals(uuid)){
                System.exit(0);
            }


        } catch (IOException e) {
        }

    }


    public static byte[] asByteArray(UUID uuid) {

        long msb = uuid.getMostSignificantBits();
        long lsb = uuid.getLeastSignificantBits();
        byte[] buffer = new byte[16];

        for (int i = 0; i < 8; i++) {
            buffer[i] = (byte) (msb >>> 8 * (7 - i));
        }
        for (int i = 8; i < 16; i++) {
            buffer[i] = (byte) (lsb >>> 8 * (7 - i));
        }

        return buffer;

    }

    public static UUID toUUID(byte[] byteArray) {

        long msb = 0;
        long lsb = 0;
        for (int i = 0; i < 8; i++)
            msb = (msb << 8) | (byteArray[i] & 0xff);
        for (int i = 8; i < 16; i++)
            lsb = (lsb << 8) | (byteArray[i] & 0xff);
        UUID result = new UUID(msb, lsb);

        return result;
    }

}

出力：

UUID String: cdaed56d-8712-414d-b346-01905d0026fe
Number of Bytes: 36

UUID Byte Array: -51 -82 -43 109 -121 18 65 77 -77 70 1 -112 93 0 38 -2 
Number of Bytes: 16

UUID Base64 String: za7VbYcSQU2zRgGQXQAm/g==
Number of Bytes: 24

UUID Base64 String Trimmed: za7VbYcSQU2zRgGQXQAm/g
Number of Bytes: 22

Back to UUID Byte Array: -51 -82 -43 109 -121 18 65 77 -77 70 1 -112 93 0 38 -2 0 38 
Number of Bytes: 18

Fixed UUID Byte Array: -51 -82 -43 109 -121 18 65 77 -77 70 1 -112 93 0 38 -2 
Number of Bytes: 16

UUID String: cdaed56d-8712-414d-b346-01905d0026fe
Number of Bytes: 36

Equal to Start UUID? true
javasqlbytearraybase64uuid
68
mainstringargs

このアプリケーションでは、パディング「==」を安全にドロップできます。 base-64テキストをバイト単位にデコードする場合、ほとんどのライブラリはそこにあると期待しますが、結果の文字列をキーとして使用しているだけなので、問題はありません。

Base-64が好きなのは、その限られた文字セットがちらほらしているようには見えないからですが、 Base-85 もあります。より多くの文字を使用し、4バイトを5文字としてコード化するため、テキストを20文字まで減らすことができます。

28
erickson

私も似たようなことをしようとしていました。私はJava 6fcb514b-b878-4c9d-95b7-8dc3a7ce6fd8（Javaの標準UUID libで生成される）の形式のUUIDを使用するアプリケーション）を使用しています。私の場合は、このUUIDは30文字以下です。Base64を使用しましたが、これらは私の便利な機能です。

使用法：

String uuid_str = "6fcb514b-b878-4c9d-95b7-8dc3a7ce6fd8";
String uuid_as_64 = uuidToBase64(uuid_str);
System.out.println("as base64: "+uuid_as_64);
System.out.println("as uuid: "+uuidFromBase64(uuid_as_64));

出力：

as base64: b8tRS7h4TJ2Vt43Dp85v2A
as uuid  : 6fcb514b-b878-4c9d-95b7-8dc3a7ce6fd8

機能：

import org.Apache.commons.codec.binary.Base64;

private static String uuidToBase64(String str) {
    Base64 base64 = new Base64();
    UUID uuid = UUID.fromString(str);
    ByteBuffer bb = ByteBuffer.wrap(new byte[16]);
    bb.putLong(uuid.getMostSignificantBits());
    bb.putLong(uuid.getLeastSignificantBits());
    return base64.encodeBase64URLSafeString(bb.array());
}
private static String uuidFromBase64(String str) {
    Base64 base64 = new Base64(); 
    byte[] bytes = base64.decodeBase64(str);
    ByteBuffer bb = ByteBuffer.wrap(bytes);
    UUID uuid = new UUID(bb.getLong(), bb.getLong());
    return uuid.toString();
}
56
swill

私はこれをほぼ正確にやっているアプリケーションを持っています。 22文字でエンコードされたUUID。正常に動作します。ただし、この方法でこれを行う主な理由は、IDがWebアプリのURIで公開されており、URIに表示されるものには36文字が非常に大きいことです。 22文字はまだ少し長いですが、私たちは間に合わせます。

以下にRubyのコードを示します：

  # Make an array of 64 URL-safe characters
  CHARS64 = ("a".."z").to_a + ("A".."Z").to_a + ("0".."9").to_a + ["-", "_"]
  # Return a 22 byte URL-safe string, encoded six bits at a time using 64 characters
  def to_s22
    integer = self.to_i # UUID as a raw integer
    rval = ""
    22.times do
      c = (integer & 0x3F)
      rval += CHARS64[c]
      integer = integer >> 6
    end
    return rval.reverse
  end

Base64はURIパスコンポーネントに出現した場合にエスケープする必要がある文字を使用するため、base64エンコーディングとまったく同じではありません。 Javaの実装は、実際に大きな整数ではなく生バイトの配列を持つ可能性が高いため、かなり異なる可能性があります。

8
Bob Aman

コードは次のとおりです。org.Apache.commons.codec.binary.Base64を使用して、長さ22文字（およびUUIDと同じ一意性）のURLセーフな一意の文字列を生成します。

private static Base64 BASE64 = new Base64(true);
public static String generateKey(){
    UUID uuid = UUID.randomUUID();
    byte[] uuidArray = KeyGenerator.toByteArray(uuid);
    byte[] encodedArray = BASE64.encode(uuidArray);
    String returnValue = new String(encodedArray);
    returnValue = StringUtils.removeEnd(returnValue, "\r\n");
    return returnValue;
}
public static UUID convertKey(String key){
    UUID returnValue = null;
    if(StringUtils.isNotBlank(key)){
        // Convert base64 string to a byte array
        byte[] decodedArray = BASE64.decode(key);
        returnValue = KeyGenerator.fromByteArray(decodedArray);
    }
    return returnValue;
}
private static byte[] toByteArray(UUID uuid) {
    byte[] byteArray = new byte[(Long.SIZE / Byte.SIZE) * 2];
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(byteArray);
    LongBuffer longBuffer = buffer.asLongBuffer();
    longBuffer.put(new long[] { uuid.getMostSignificantBits(), uuid.getLeastSignificantBits() });
    return byteArray;
}
private static UUID fromByteArray(byte[] bytes) {
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(bytes);
    LongBuffer longBuffer = buffer.asLongBuffer();
    return new UUID(longBuffer.get(0), longBuffer.get(1));
}
7
stikkos

使用しているDBMSを言うことはありませんが、スペースを節約することに関心がある場合は、RAWが最適なアプローチになると思われます。すべてのクエリに対して変換することを忘れないでください。そうしないと、パフォーマンスが大幅に低下する危険があります。

しかし、私は尋ねる必要があります：あなたが住んでいる場所でバイトは本当にそれほど高価ですか？

3
kdgregory

JDK8で導入されたJava.util.Base64の例を次に示します。

import Java.nio.ByteBuffer;
import Java.util.Base64;
import Java.util.Base64.Encoder;
import Java.util.UUID;

public class Uuid64 {

  private static final Encoder BASE64_URL_ENCODER = Base64.getUrlEncoder().withoutPadding();

  public static void main(String[] args) {
    // String uuidStr = UUID.randomUUID().toString();
    String uuidStr = "eb55c9cc-1fc1-43da-9adb-d9c66bb259ad";
    String uuid64 = uuidHexToUuid64(uuidStr);
    System.out.println(uuid64); //=> 61XJzB_BQ9qa29nGa7JZrQ
    System.out.println(uuid64.length()); //=> 22
    String uuidHex = uuid64ToUuidHex(uuid64);
    System.out.println(uuidHex); //=> eb55c9cc-1fc1-43da-9adb-d9c66bb259ad
  }

  public static String uuidHexToUuid64(String uuidStr) {
    UUID uuid = UUID.fromString(uuidStr);
    byte[] bytes = uuidToBytes(uuid);
    return BASE64_URL_ENCODER.encodeToString(bytes);
  }

  public static String uuid64ToUuidHex(String uuid64) {
    byte[] decoded = Base64.getUrlDecoder().decode(uuid64);
    UUID uuid = uuidFromBytes(decoded);
    return uuid.toString();
  }

  public static byte[] uuidToBytes(UUID uuid) {
    ByteBuffer bb = ByteBuffer.wrap(new byte[16]);
    bb.putLong(uuid.getMostSignificantBits());
    bb.putLong(uuid.getLeastSignificantBits());
    return bb.array();
  }

  public static UUID uuidFromBytes(byte[] decoded) {
    ByteBuffer bb = ByteBuffer.wrap(decoded);
    long mostSigBits = bb.getLong();
    long leastSigBits = bb.getLong();
    return new UUID(mostSigBits, leastSigBits);
  }
}

Base64でエンコードされたUUIDは、URLセーフでパディングなしです。

2
stokito

以下は、UUID（Combスタイル）に使用するものです。 uuid文字列またはuuidタイプをbase64に変換するコードが含まれています。 64ビットごとに行うため、等号は扱いません。

Java

import Java.util.Calendar;
import Java.util.UUID;
import org.Apache.commons.codec.binary.Base64;

public class UUIDUtil{
    public static UUID combUUID(){
        private UUID srcUUID = UUID.randomUUID();
        private Java.sql.Timestamp ts = new Java.sql.Timestamp(Calendar.getInstance().getTime().getTime());

        long upper16OfLowerUUID = this.zeroLower48BitsOfLong( srcUUID.getLeastSignificantBits() );
        long lower48Time = UUIDUtil.zeroUpper16BitsOfLong( ts );
        long lowerLongForNewUUID = upper16OfLowerUUID | lower48Time;
        return new UUID( srcUUID.getMostSignificantBits(), lowerLongForNewUUID );
    }   
    public static base64URLSafeOfUUIDObject( UUID uuid ){
        byte[] bytes = ByteBuffer.allocate(16).putLong(0, uuid.getLeastSignificantBits()).putLong(8, uuid.getMostSignificantBits()).array();
        return Base64.encodeBase64URLSafeString( bytes );
    }
    public static base64URLSafeOfUUIDString( String uuidString ){
    UUID uuid = UUID.fromString( uuidString );
        return UUIDUtil.base64URLSafeOfUUIDObject( uuid );
    }
    private static long zeroLower48BitsOfLong( long longVar ){
        long upper16BitMask =  -281474976710656L;
        return longVar & upper16BitMask;
    }
    private static void zeroUpper16BitsOfLong( long longVar ){
        long lower48BitMask =  281474976710656L-1L;
        return longVar & lower48BitMask;
    }
}
1
Dennis