UUID各个版本的区别

UUID（Universally Unique Identifier）共有 5个标准版本（v1-v5），每个版本使用不同的生成策略。以下是各版本的详细说明：

UUID版本总览

版本	生成原理	唯一性依据	格式示例	安全性
v1	时间戳 + MAC地址	时间+机器唯一性	`d5a87e71-1c23-11ef-bdf8-325096b39f47`	低（隐私泄露）
v2	DCE安全扩展（罕见）	时间+本地标识符	类似v1，部分替换为UID/GID	中
v3	命名空间+名称的MD5哈希	输入相同则输出相同	`6fa459ea-ee8a-3ca4-894e-db77e160355e`	中（MD5弱点）
v4	完全随机数（主流版本）	随机性概率	`9b1deb4d-3b7d-4bad-9bdd-2b0d7b3dcb6d`	高
v5	命名空间+名称的SHA-1哈希	输入相同则输出相同	`74738ff5-5367-5958-9aee-98fffdcd1876`	高

详细解析各版本

1. UUID v1（基于时间）

生成逻辑：

UUID = 时间戳（60位） + 时钟序列（14位） + MAC地址（48位）

特点：
- 前6段为时间戳（精确到100纳秒）
- 第7段为时钟序列（防止时钟回拨冲突）
- 最后12位为机器MAC地址
问题：
- 隐私泄露：暴露生成时间和物理设备地址
- 可预测性：时间戳连续可被推算

2. UUID v2（DCE安全扩展）

改进点：
- 替换v1的部分字段为本地标识符（如用户UID/组GID）
- 结构：时间戳 + 本地标识符 + 时钟序列 + 域标识符
现状：
- 极少使用（RFC标准未明确定义）
- 仅见于旧版DCE系统

3. UUID v3（基于命名空间的MD5哈希）

生成逻辑：

namespace = UUID("6ba7b810-9dad-11d1-80b4-00c04fd430c8")  # DNS命名空间
name = "example.com"
UUID = md5(namespace.bytes + name.encode()).to_uuid(version=3)

特点：
- 确定性：相同命名空间+名称生成相同UUID
- 使用MD5哈希（128位），存在碰撞风险
常用命名空间：
- DNS：6ba7b810-9dad-11d1-80b4-00c04fd430c8
- URL：6ba7b811-9dad-11d1-80b4-00c04fd430c8

4. UUID v4（随机生成 - 最推荐）

生成逻辑：

random_bytes = os.urandom(16)
random_bytes[6] = (random_bytes[6] & 0x0F) | 0x40  # 设置版本号4
random_bytes[8] = (random_bytes[8] & 0x3F) | 0x80  # 设置变体位
UUID = bytes_to_uuid(random_bytes)

特点：
- 122位纯随机数（其余6位为固定标志位）
- 冲突概率极低：每秒生成10亿个UUID，约需100年才有50%碰撞概率
- 无隐私泄露：不包含机器信息

5. UUID v5（基于命名空间的SHA-1哈希）

生成逻辑：

namespace = UUID("6ba7b810-9dad-11d1-80b4-00c04fd430c8")  # DNS命名空间
name = "example.com"
UUID = sha1(namespace.bytes + name.encode()).digest()[:16].to_uuid(version=5)

改进：
- 用SHA-1哈希（160位截取128位）替代MD5，抗碰撞性更强
- 其他特性与v3相同（确定性输出）

关键区别对比

特性	v1	v3/v5	v4
唯一性依据	时间+硬件	输入名称	随机数
可预测性	高（时间连续）	中（依赖输入）	极低
隐私安全	低（暴露MAC）	中（暴露命名）	高
主要用途	历史遗留系统	固定映射标识符	通用唯一标识符

版本号位置（重要！）

所有UUID的第13个十六进制字符标识版本：

xxxxxxxx-xxxx-**V**xxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx

V=1 → v1
V=3 → v3
V=4 → v4
V=5 → v5

使用建议

通用场景：优先选择 v4（完全随机），如用户ID、会话Token
需要可重现ID：选择 v5（如生成相同资源的固定ID）
绝对避免：v1（隐私风险）、v2（兼容性差）、v3（MD5安全隐患）