全局唯一標識符

全局唯一標識符（英語：Globally Unique Identifier，縮寫：GUID；發音為/ˈɡuːɪd/或/ˈɡwɪd/）是一種由算法生成的唯一標識，通常表示成32個16進制數字（0－9，A－F）組成的字符串，如：{21EC2020-3AEA-1069-A2DD-08002B30309D}，它實質上是一個128位長的二進制整數。GUID一詞有時也專指微軟對UUID標準的實現。

GUID的主要目的是產生完全唯一的數字。在理想情況下，任何計算機和計算機集群都不會生成兩個相同的GUID。GUID的總數也足夠大，達到了2¹²⁸（3.4×10³⁸）個，所以隨機生成兩個相同GUID的可能性是非常小的，但並不為0。所以，用於生成GUID的算法通常都加入了非隨機的參數（如時間），以保證這種重複的情況不會發生。（見算法章節）

實例

Windows操作系統使用GUID來標識COM對象中的類和界面。一個腳本可以不需知道DLL的位置和名字直接通過GUID來激活其中的類或對象。
英特爾的全局唯一標識分區表使用GUID來標識硬盤和分區。
微軟的ActiveX使用UUID來標識每一個不同的瀏覽器控件。

基本結構

GUID本質上是一個16字節（128位）的二進制數，最常見^[1]的結構如下：

位	字節	描述	字節序
32	4	數據1	原生
16	2	數據2	原生
16	2	數據3	原生
64	8	數據4	大端序

數據4的字節序和GUID顯示成文本的結果相同，而其它3個數據在小端序的機器（如英特爾的CPU）上必須先轉換成大端序。

數據4的第一個字節的第1-3位表示所使用的GUID變種類型：

模式	描述
0	向後兼容網絡計算系統
10	標準
110	向後兼容微軟組件對象模型
111	保留至將來使用

數據3最高的4位表示版本號和所使用的算法。

文本編碼

GUID通常會寫成16進制數的字符串，如：

3F2504E0-4F89-11D3-9A0C-0305E82C3301

這種文本表示包括了如下部分：

16進制數的位數	描述
8	數據1
4	數據2
4	數據3
4	數據4的最初2字節
12	數據4的剩餘6字節

上述表示方法通常放在一對大括號裡邊，如：

{3F2504E0-4F89-11D3-9A0C-0305E82C3301}

當需要使用更少的字符表示GUID時，可能會使用Base64或Ascii85編碼。Base64編碼的GUID有22－24個字符，如：

7QDBkvCA1+B9K/U0vrQx1A

7QDBkvCA1+B9K/U0vrQx1A==

Ascii85編碼後是20個字符，如：

5:$Hj:Pf\4RLB9%kU\Lj

在URN中，GUID第一版的名字空間標識是"uuid"，如：

urn:uuid:3F2504E0-4F89-11D3-9A0C-0305E82C3301

算法

在開放軟件基金會為計算（第一版）GUID制定的算法中，用戶的網卡 MAC地址被用於計算GUID中最後一組數字，所以就存在隱私問題，因為任何人都可以通過文件包含的GUID追溯到最初創建這個文件的電腦。這個漏洞曾被用於尋找梅麗莎病毒的製作者的位置^[2]。在其它幾組數字中，大多數是根據生成GUID的時間決定的。

我們可以通過GUID中第三組數字的第一位是不是1來判斷它是否是第一版的GUID算法生成的，例如{2f1e4fc0-81fd-11da-9156-00036a0f876a}。

第四版的GUID使用了新的算法，其產生的數字是一個偽隨機數。它生成的GUID的第三組數字的第一位是4，如{38a52be4-9352-453e-af97-5c3b448652f0}。對Windows API中的GUID生成器所做密碼分析顯示，因為第四版的GUID並不是真正隨機的，所以只要知道了程序內部的全部狀態，就可能預測它生成的上一個和下一個GUID的值。^[3].

序列化算法

GUID已經廣泛使用於數據庫表格的主鍵。由於主鍵需要用作索引，於是就產生了一個性能問題：當主鍵足夠隨機時，新的記錄就必須插入到原有的索引中間，而不能僅僅排在最後。

為緩解這個問題並仍然提供足夠的隨機程度以避免GUID的重複，人們就創造了一些新的算法來生成序列化的GUID。

2002年8月，吉米尼爾森（Jimmy Nilsson）給出了第一種方法，^[4]並稱之為「COMB」（combined guid/timestamp，意思是：組合GUID/時間戳）。他將GUID中數據4的最後6字節用系統時間的最低位替換。經測試，這對隨機性的影響很小，但是有一個副作用即是其創建的時間可以從GUID中輕鬆還原。

自從Microsoft SQL Server 2005版開始，微軟在Transact-SQL中加入了一個新函數，叫做NEWSEQUENTIALID()^[5]，用來生成主鍵增大的GUID，但一旦服務器重新啟動，其再次生成的GUID可能反而變小（但仍然保持唯一）。這在很大程度上提高了索引的性能，但並不能保證所生成的GUID一直增大。這個函數產生的GUID很簡單就可以預測，因此不適合用於安全目的。

2006年，一些程序員發現，在一些平台上的Oracle軟件中，SYS_GUID函數能返回序列化的GUID。但這個實際上是一個BUG導致的。^[6].

參考資料

^ 存档副本. [2010-06-27]. （原始內容存檔於2010-06-23）.
^ Tracking Melissa's alter egos (新聞稿). ZDNet. 1999-04-02 [2010-06-27]. （原始內容存檔於2012-10-21）.
^ Design and Cryptanalysis of UUID-generator in Windows. [2010-06-27]. （原始內容存檔於2010-05-31）.
^ InformIT. [2010-06-27]. （原始內容存檔於2010-08-26）.
^ MSDN. [2010-06-27]. （原始內容存檔於2010-06-06）.
^ 存档副本. [2010-06-27]. （原始內容存檔於2011-07-08）.

參見

UUID
Security Identifier（英語：Security Identifier） (SID)
Object identifier（英語：Object identifier） (OID)
裝置指紋

外部連結

CLSID Registry Key Information（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
International Standard "Generation and registration of Universally Unique Identifiers (UUIDs) and their use as ASN.1 Object Identifier components"（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） (ITU-T Rec. X.667 | ISO/IEC 9834-8, technically compatible with IETF RFC 4122)
DmaId for InstanceId Values (DCE Universally Unique IDentifiers, UUIDs)
Syntax and semantics of the DCE variant of Universal Unique Identifiers (UUIDs)（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
Generate and parse UUIDs (or GUIDs) in Java（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
UUID Generator on the ITU-T website（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

[1] 存档副本. [2010-06-27]. （原始內容存檔於2010-06-23）.

[colloaboration-2] Tracking Melissa's alter egos (新聞稿). ZDNet. 1999-04-02 [2010-06-27]. （原始內容存檔於2012-10-21）.

[3] Design and Cryptanalysis of UUID-generator in Windows. [2010-06-27]. （原始內容存檔於2010-05-31）.

[4] InformIT. [2010-06-27]. （原始內容存檔於2010-08-26）.

[5] MSDN. [2010-06-27]. （原始內容存檔於2010-06-06）.

[6] 存档副本. [2010-06-27]. （原始內容存檔於2011-07-08）.

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