在具體討論之前，本文先釐清uuid（universally unique identifier）與guid（globally unique identifier）的關係。
在分布式、網路、單機環境下，為了能夠使用具有某種形式的id唯一標識系統中的任一元素，這樣的id可以不依賴中心認證自動生成，於是uuid就誕生了。
uuid標準的歷史沿革和具體實現在rfc 4122、itu-t rec. x.667和iso/iec 9834-8:2008中均有詳細描述。itu和iso採用的標準和rfc 4122都是在uuid的早期版本基礎上完成，各版本之間具有一致性和相容性。
guid一般是指microsoft對於uuid標準的實現，uuid的實現則多見於其他系統（*nix、mac os等）中。在了解了這一區別後，本文將統一使用uuid來指代對應的原理、演算法及實現。
文中關於uuid的討論全部基於rfc 4122和itu-t rec.x.667以及osf、ietf、itu－t、iso、fips的各種標準文件。而uuid的細節（如結構、表示、演算法、實現等）均以itu-trec. x667為唯一藍本，文中「本標準」即指代該藍本。
o 介紹
uuid是長度為16-byte（128-bit）的id，一般以形如f81d4fae-7dec-11d0-a765-00a0c91e6bf6的字串作為urn（uniform resource name，統一資源名稱）。
o 動機
無須中心認證，自動生成，支援一台機器每秒生成10m次（100納秒級，其隱含原因是指能夠區分的最小時間單位為100ns，將時間作為因子時，連續生成兩個uuid的時間至少要間隔100ns）。方便訪問、分配、排序、查詢。
o 結構
76543210765432107654321076543210
+ – - – = – - – = – - – = – - – +
15 | timelow | 12
11 | timemid | version.. | 8
7 |vari.. |clock..| node | 4
3 | node | 0
+ – - – = – - – = – - – = – - – +
15 – 12: timelow 時間值的低位
11 – 10: timemid 時間值的中位
09 – 08: versionandtimehigh 4位版本號和時間值的高位
07: variantandclockseqhigh 2位變體（itu-t）和時鐘序列高位
06: clockseqlow 時鐘序列低位
05 – 00: node 結點
hexoctet = hexdigit hexdigit
hexdigit =
「0″ / 「1″ / 「2″ / 「3″ / 「4″ / 「5″ / 「6″ / 「7″ / 「8″ / 「9″ /
「a」 / 「b」 / 「c」 / 「d」 / 「e」 / 「f」 /
「a」 / 「b」 / 「c」 / 「d」 / 「e」 / 「f」
uuid =
timelow
「-」 timemid
「-」 versionandtimehigh
「-」 variantandclockseqhigh clockseqlow
「-」 node
uuid由上述6個域構成，每個域編碼為若干位元組，並以16進製制數表示這128位的uuid，相鄰域以減號「-」分隔（variantandclockseqhigh和clockseqlow對應的兩個位元組例外，如上所示）。該結構中包含版本（version）、變體（variant）、時間（time）、時鐘序列（clock sequence）、節點（note）資訊（以無符號整型值表示）。
o 合法性
除判斷variant位設定是否正確、基於時間生成的uuid時間值是否為未經分配的將來時間外，實際應用中沒有其他機制可以判定uuid是否合法。
o 變體
variant位是uuid第7位元組（variantandclockseqhigh）的最高3位，
7 6 5 description
0 – – ncs向後相容
1 0 – 本標準
1 1 0 microsoft向後相容
1 1 1 itu-t rec. x.667保留
o 版本
uuid的生成有時間、名稱、隨機數三種策略，以第9位元組（versionandtimehigh）的最高4位表示。
目前uuid定義有5個版本：
7 6 5 4 ver description
0 0 0 1 1 基於時間的版本（本標準）
0 0 0 0 2 使用嵌入式posix（dce安全版本）
0 0 1 1 3 使用md5雜湊的基於名稱的版本（本標準）
0 1 0 0 4 基於隨機數的版本（本標準）
0 1 0 1 5 使用sha-1的基於名稱的版本（本標準）
o 時間
時間是乙個60位的整型值（除4位版本號外的前8位元組），對應utc（格林尼治時間2023年10月15日午夜始）的100ns時間間隔計數。
對於ver 4和5，該值分別對應乙個隨機數和乙個全域性唯一的名稱。
o 時鐘序列
對基於時間的uuid版本，時間序列用於避免因時間向後設定或節點值改變可能造成的uuid重複，對基於名稱或隨機數的版本同樣有用：目的都是為了防止uuid重複。
如果前一時鐘序列已知，通過自增實現時鐘序列值的改變；否則，通過密碼學（偽）隨機數設定新的時鐘序列值。
o 節點
對基於時間的uuid版本，節點由48位的單播mac位址構成。對於沒有mac位址的系統，節點值為乙個密碼學（偽）隨機數（為防止與mac位址發生碰撞，需設定多播位）。
o 基於時間的uuid生成演算法
o 確定utc時間（60位 time）和時間序列值（14位 clocksequence）；
o 設定timelow（對應time的31-0位）；
o 設定timemid（對應time的47-32位）；
o 設定versionandtimehigh（4位版本號及time的59-48位）；
o 設定variantandclockseqhigh（變體位及對應clocksequence的13-8位）；
o 設定clockseqlow（對應clocksequence的7-0位）；
o 設定node（對應48位mac位址）。
o 基於名稱的uuid生成演算法
o 針對相應的命名空間（如dns、url、oid等）分配乙個uuid作為所有uuid的命名空間標識；
o 將名稱轉換為位元組數列；
o 使用md5或sha-1演算法對與名稱關聯的命名空間標識進行計算，產生16位元組雜湊結果；
o 設定timelow（對應雜湊值的3-0位元組）；
o 設定timemid（對應雜湊值的5-4位元組）；
o 設定versionandtimehigh（對應雜湊值的7-6位元組），以相應版本號重寫對應位（第9位元組的高4位）；
o 設定variantandclockseqhigh（對應雜湊值的第8位元組），重寫變體對應位（第7位元組的高2位，本標準對應值為10）；
o 設定clockseqlow（對應雜湊值的第9位元組）；
o 設定node（對應雜湊值的15-10位元組）。
由於md5碰撞問題，md5只用於向後相容的uuid生成，不再被推薦使用。由於sha-1雜湊結果為160位（20位元組），本演算法中，需要將fipspub 180-2中的sha-1演算法的雜湊值位元組順序反轉（位元組內順序不變），uuid使用其15-0位元組，19-16位元組被丟棄。
o 基於隨機數的uuid生成演算法
o 設定variantandclockseqhigh的變體位值為10；
o 設定versionandtimehigh的4位版本號；
o 設定剩餘位為隨機值。
本文中討論的密碼學隨機數，主要根據系統可以提供的資訊（記憶體、硬碟、控制代碼、程式執行的執行緒、程序、控制代碼、堆疊等），利用sha-1等雜湊演算法得到。
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