UUIDとは？
UUID（Universally Unique Identifier）は、128ビット（16バイト）の識別子で、発行元が分散していても重複しにくいよう設計されています。ハイフン区切りの16進数で表現され、DB・メッセージング・URLなど幅広く使われます。
🪪 UUIDの概要
「ほぼ衝突しないIDを好きな場所で発行できる」のがUUIDの強みです。
押さえておきたい特徴
- ✅ 128ビット長で、表記は 8-4-4-4-12 の16進数（計36文字、ハイフン含む）
- ✅ 発行に中央サーバーを必要とせず、並列生成しても重複しにくい
- ✅ 一意性は確率的保証であり、ゼロ衝突を「数学的に」保証するものではない
表記例
123e4567-e89b-12d3-a456-426614174000🧩 構造とビット配置
ハイフンで5ブロックに分かれますが、実態は128ビットの連続データです。
ブロックごとの役割（一般形）
| 部分 | bit長 | 概要 |
|---|---|---|
| time_low / rand | 32 | 先頭の32ビット。バージョンに応じて時刻や乱数が入る。 |
| time_mid / rand | 16 | 第2ブロック。 |
| version + bits | 16 | 先頭4ビットでバージョンを表す（1,4,5,7など）。 |
| variant + bits | 16 | 先頭数ビットで「RFC 4122 系列か」を示す。 |
| node / rand | 48 | 末尾の48ビット。MAC相当、もしくは乱数が入る。 |
バージョンビットとバリアント
- 🔍 3桁目のハイフン直後の先頭16進1桁が「バージョン」を表す（例: xxxxxxxx-xxxx-4xxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx は v4）。
- 🔍 4桁目ブロック先頭の2～3ビットが「バリアント」を表し、一般的なRFC 4122形式では `8,9,a,b` のいずれかになる。
🧭 主なバージョンと違い
用途により「予測しづらさ」「時系列ソートのしやすさ」が異なります。
代表バージョン一覧
| バージョン | 生成方法 | 適した用途 |
|---|---|---|
| v1 | 時刻＋MACアドレスベース | 順序性が欲しいがMAC露出を避けたい場合は非推奨。プライバシーと再現性に注意。 |
| v4 | 暗号学的擬似乱数 | もっとも一般的。とにかく予測されにくいIDが欲しい場合。 |
| v5 | 名前空間付きハッシュ（SHA-1） | 入力値から再現可能な決定的IDが必要な場合（例: URL→UUID）。 |
| v7 | 時刻＋ランダム（ミリ秒ベース） | 最近の推奨。ソートしやすく、v1より秘匿性が高い。DBインデックスにも向く。 |
選び方の目安
- 🧠 順序性が欲しく、挿入順に近い並びでソートしたい→ v7（または ULID 相当）
- 🧠 衝突確率を下げたい・推測されにくいIDが欲しい→ v4
- 🧠 同じ入力から同じIDを再生成したい→ v5（名前空間＋入力の組み合わせで決定）
⚙️ 生成時の注意点
「乱数の質」と「時刻の扱い」が安全性・運用性を左右します。
安全に生成するためのチェック
- ✔️ v4は暗号学的安全な乱数（/dev/urandom, crypto/rand など）で生成するライブラリを使う
- ✔️ v1でMACアドレスを含めたくない場合は「ランダムノード」対応の実装を選ぶ
- ✔️ 時計が巻き戻る可能性がある環境では、時刻ベースのバージョンの単調性が崩れる点に注意
衝突リスクの直感
v4の衝突確率は 2^122 分の1（バリアント・バージョンを除く）。数十億単位でも現実的にはほぼ衝突しませんが、事業規模や規制に応じて「絶対に重複させない」仕組み（DBユニーク制約等）を併用すると安心です。
🧰 よくある用途
利用例
- 📌 マイクロサービス間で被りにくいリソースID（注文ID、トレースIDなど）
- 📌 クライアントサイドで発行してもDBの主キーに使える識別子
- 📌 ログの相関ID、メッセージキューのメッセージID、URLの一意キー
🛠️ 保管・運用のベストプラクティス
フォーマット揺れやインデックス断片化を避けると、運用が安定します。
実務でのポイント
- 🔧 DBで高速に扱いたい場合は、v7など時間順になる形式を選びクラスタードインデックスの断片化を抑える
- 🔧 文字列長を揃えるため、小文字ハイフン区切りに統一するか、BINARY(16) で生バイト保存する
- 🔧 URLに埋め込む場合、ハイフンを含む標準形で十分。短縮したい場合は Base32/Base64url 等へエンコードする
- 🔧 入力バリデーションでは「バージョン」もチェックすると想定外フォーマットの混入を防げる