--- id: c6fb06cc6cc2bcfd669fca4de7868882 author: Lemon Mint title: 'Randflake ID: Sparx64 Blok Şifresi ile Dağıtık 64-Bit Benzersiz Kimlik Üretimi' description: 30 bit zaman damgası, 17 bit düğüm kimliği, 17 bit yerel sayaç ve tahmin edilemez kimlikler için Sparx64 ARX blok şifresini birleştiren dağıtık 64 bit benzersiz kimlik üretecidir. language: tr date: 2024-12-09T14:50:44.030047Z path: /randflake go_package: gosuda.org/randflake go_repourl: https://github.com/gosuda/randflake.git category: security --- Rastgele, benzersiz 64 bitlik sayılar üretmemiz gereken ve dış tarafların bir sonraki veya önceki sayıyı tahmin edememesi gereken bir durumu ele alalım. Burada, 8 baytlık bir rastgele değer üretebilir, bu değerin veritabanında zaten var olup olmadığını kontrol edebilir ve benzersizse saklayabiliriz. Ancak bu yöntemin birkaç dezavantajı vardır. Benzersizliği sağlamak için üretilen her sayıyı bir veritabanında saklamak zorundayız. Veritabanına en az bir gidiş-dönüş gerekliliği, özellikle ölçeklenebilirliğin kritik olduğu dağıtık bir ortamda gecikme sorunlarına yol açmaktadır. Bu sorunları çözmek amacıyla, dağıtık, düzgün dağılımlı, tahmin edilemez ve benzersiz bir rastgele kimlik üreteci olan Randflake ID'yi tanıtıyoruz. ## Randflake ID Nasıl Çalışır? Randflake ID, X (eski adıyla Twitter) tarafından geliştirilen ve yaygın olarak kullanılan, k-sıralı bir kimlik üretim mekanizması olan Snowflake ID'den esinlenmiştir. Snowflake ID, bir kimlik oluşturmak için mevcut zaman damgasını, bir düğüm kimliğini ve yerel bir sayacı kullanır. Bu yaklaşımı rastgele benzersiz kimlik üretimi için daha da genişlettik ve yeni bir gizli anahtar öğesi ekledik. Temel fikir, sayılar arasındaki ilişkinin tahmin edilmesini imkânsız kılmak için mevcut benzersiz kimlik üreticisine bir blok şifre katmanı eklemektir. Blok şifre, sabit uzunluktaki bir düz metin bloğunu aynı uzunlukta bir şifreli metin bloğuna dönüştüren temel bir kriptografik fonksiyondur. Bu dönüşüm bir kriptografik anahtar tarafından yönetilir. Blok şifrenin ayırt edici özelliği tersinirliğidir: her benzersiz girdinin benzersiz bir çıktıya karşılık gelmesini ve tersine, her benzersiz çıktının benzersiz bir girdiye karşılık gelmesini sağlayan bire bir (bijektif) bir fonksiyon olmak zorundadır. Bu özellik, doğru anahtar uygulandığında orijinal düz metnin şifreli metinden geri elde edilmesini sağladığı için şifre çözme açısından çok önemlidir. Blok şifreyi bire bir bir fonksiyon olarak kullanarak, her benzersiz girdinin tanımlı aralık içinde karşılık gelen benzersiz bir çıktı üretmesini garanti edebiliriz. ## Yapı ve Tasarım Hususları Bu temel kavramlardan yola çıkarak, Randflake ID'nin bu fikirleri pratikte nasıl uyguladığını inceleyelim. Randflake ID yapısı, saniye hassasiyetinde 30 bitlik bir unix zaman damgası, 17 bitlik bir düğüm tanımlayıcısı, 17 bitlik bir yerel sayaç ve sparx64 algoritmasına dayanan 64 bitlik bir blok şifre içerir. Burada bazı tasarım kararları yer almaktadır: - Google Cloud Platform'daki bazı VM örnekleri saati 0,2 ms hassasiyetle senkronize edebilir, ancak bu düzeyde doğruluk genel internette veya diğer bulut sağlayıcılarında mevcut değildir. - Düğümler arasında saati yalnızca birkaç milisaniyelik çözünürlükte etkin bir şekilde senkronize edebildiğimiz için saniye hassasiyetini seçtik. - 17 bitlik düğüm tanımlayıcısı, aynı anda 131072 ayrı üreteca izin verir; bu üreteçler süreç, çekirdek veya iş parçacığı bazında atanabilir. - Yüksek verimli sistemlerde 17 bitlik yerel sayaç yetersiz kalabilir. Verimle eşleşmek için, her biri farklı bir düğüm kimliğine sahip birden fazla üreteci tek bir süreçte veya iş parçacığında çalışacak şekilde atayabiliriz. - 64 bitlik blok şifre olarak, modern ve hafif bir ARX tabanlı blok şifre olan sparx64'ü benimsedik. - Randflake ID'ler dahili izlenebilirlik sunar; oluşturuldukları düğüm kimliğini ve zaman damgasını yalnızca gizli anahtara sahip olanlara açıklar. - Teorik maksimum verim 17.179.869.184 ID/s'dir; bu, çoğu küresel ölçekli uygulama için yeterlidir. ## Randflake ID Üretiminin Sözde Kodu Randflake ID üretim sürecini daha ayrıntılı göstermek için, aşağıdaki Python sözde kodu basitleştirilmiş bir uygulama sunmaktadır: ```python import time import struct from .sparx64 import Sparx64 # Sabitler RANDFLAKE_EPOCH_OFFSET = 1730000000 # Pazar, 27 Ekim 2024 03:33:20 UTC # Bit tahsisi RANDFLAKE_TIMESTAMP_BITS = 30 # Zaman damgası için 30 bit (34 yıllık ömür) RANDFLAKE_NODE_BITS = 17 # Düğüm kimliği için 17 bit (en fazla 131072 düğüm) RANDFLAKE_SEQUENCE_BITS = 17 # Sıra için 17 bit (en fazla 131072 sıra) # Türetilmiş sabitler RANDFLAKE_MAX_TIMESTAMP = RANDFLAKE_EPOCH_OFFSET + (1 << RANDFLAKE_TIMESTAMP_BITS) - 1 RANDFLAKE_MAX_NODE = (1 << RANDFLAKE_NODE_BITS) - 1 RANDFLAKE_MAX_SEQUENCE = (1 << RANDFLAKE_SEQUENCE_BITS) - 1 class Randflake: def __init__(self, node_id: int, secret: bytes): self.node_id = int(node_id) self.sequence = int(0) self.rollover = int(time.time()) self.sbox = Sparx64(secret) def _new_raw(self) -> int: while True: now = int(time.time()) self.sequence += 1 sequence = self.sequence if sequence > RANDFLAKE_MAX_SEQUENCE: if now > self.rollover: self.sequence = 0 self.rollover = now sequence = 0 else: continue timestamp = now - RANDFLAKE_EPOCH_OFFSET return (timestamp << 34) | (self.node_id << 17) | sequence def generate(self) -> int: id_raw = self._new_raw() src = struct.pack("