uuidgen

定义

uuidgen 是一个命令行程序，负责创建一个通用唯一标识符(UUID)并把它打印到标准输出^[1]。它的基本调用形式为 uuidgen [options]，不带参数运行时即输出一个 UUID 字符串^[2]。按手册表述，这样得到的取值在本机以及过去、未来其他系统所生成的 UUID 中都可以合理视为唯一^[1]。

该命令归属于 util-linux 软件包，实现上依赖 libuuid 库^[1]。手册同时说明它遵循 OSF DCE 1.1 的相关约定^[3]。

原理

UUID 在格式上为 128 位，文本形式写成 5 组以连字符分隔的十六进制数字，各组长度依次为 8、4、4、4、12 位。其中若干比特被固定用作版本号与变体号，其余字段的含义随版本不同而变化^[4]。

uuidgen 能够生成 3 类 UUID：基于时间的、基于随机的以及基于散列的^[2]。当系统提供了高质量的随机数发生器时，命令默认给出随机型值；若该条件不满足，则退回到时间型值。使用 --random 或 --time 参数可以强制指定前两类中的某一类^[1]。

随机型值主要由随机比特构成，因此要求操作系统具备类似 /dev/random 的高质量随机源^[2]。时间型值则以系统时钟与系统的以太网硬件地址(如存在)为基础构造^[1]。第三类值需配合 --md5 或 --sha1 以及 --namespace、--name 一起使用，做法是把命名空间 UUID 与名称字符串拼接后取散列，因而结果是可以预测的^[2]。命名空间既可以直接给出一个 UUID，也可以使用 RFC 4122 中定义的 @dns、@url、@oid、@x500 等别名^[5]。

发展历程

该命令的手册页版权标注为 1999 年，由安德烈亚斯·迪尔格(Andreas Dilger)为 libuuid 编写，最早的手册页面向 libuuid.so.1.1 与 e2fsprogs-1.14^[6]。早期版本属于 e2fsprogs 软件包中 libuuid 的一部分^[7]。

早期手册只描述时间型与随机型两种 UUID，并通过 -r、-t 两个选项在两者之间切换^[8]。后来的版本把可生成的类型扩展为时间型、随机型与散列型 3 种，并加入 --md5、--sha1、--namespace、--name、--hex 等选项^[3]。

近期的 util-linux 版本又为该命令补充了 --time-v6 与 --time-v7 选项，用于生成按时间戳可进行字典序排序的时间型 UUID，以及 --count 选项以批量生成^[1]。

应用

该命令用于在脚本或交互式环境中快速取得一个标识符，其输出可直接被其他程序通过标准输出读取^[1]。在文件系统与分区管理中，UUID 常被用作设备的稳定标识；UUID 与 GUID 在概念上指同一类标识符^[4]。

基于散列的类型适用于把命名空间与名称映射为固定值，手册指出这类可预测结果在把 UUID 当作更复杂取值的句柄或一次性随机数(nonce)时可能有用^[2]。--count 选项借助 libuuid 对时间型 UUID 的缓存能力一次输出多个值，从而改善性能，但对其他类型没有意义^[1]。

局限

随机型 UUID 仅由本机采集的随机数产生，并不具备全局唯一的保证，只是冲突概率极低^[9]。当系统缺少高质量的随机数来源时，默认行为会退回到时间型，取值方式随之改变^[1]。

时间型 UUID 会把节点标识写入取值中，早期做法直接使用 MAC 地址，这可能暴露主机网络接口信息；规范也指出，在虚拟机和容器普及后 MAC 地址的唯一性已不再得到保证^[10]。另外，时间型所用的时间基准并非通行的纪元，且非时间有序的版本在数据库索引中局部性较差^[10]。

基于 MD5 的散列类型属于可预测取值，其主要用途是向后兼容，规范不再建议在新建的 UUID 中使用^[11]。同一命名空间与同一名称必然得到相同结果，这一性质在需要每次获得不同标识符的场合并不适用^[5]。

参见

• UUID —— uuidgen 所生成的对象，一种 128 位的通用唯一标识符。

• RFC 4122 —— 定义 UUID 命名空间及其各版本格式的技术规范。

• libuuid —— uuidgen 在实现上依赖的 UUID 操作库。

• util-linux —— 提供 uuidgen 命令的软件包集合。

• e2fsprogs —— 早期收录该命令及其 libuuid 的软件包。

• 命令行界面 —— uuidgen 所属的交互与脚本操作方式。