关于 Python 的 uuid4 的数学问题答案

【问题标题】：Math question regarding Python's uuid4关于 Python 的 uuid4 的数学问题
【发布时间】：2010-11-29 17:39:42
【问题描述】：

我不擅长统计数学等。我一直在想，如果我使用以下方法：

import uuid
unique_str = str(uuid.uuid4())
double_str = ''.join([str(uuid.uuid4()), str(uuid.uuid4())])

double_str 字符串的平方是否与 unique_str 一样独特，还是更独特一些？另外，做这样的事情是否有负面影响（比如一些生日问题等）？这听起来可能很无知，但我根本不知道，因为我的数学最多只能跨越代数 2。

【问题讨论】：

【解决方案1】：

uuid4 函数返回一个由 16 个随机字节创建的 UUID，它极不太可能产生冲突，以至于您可能甚至不必担心它。 p>

如果由于某种原因uuid4确实产生了重复，则更有可能是编程错误，例如未能正确初始化随机数生成器，而不是真正的运气不好。在这种情况下，您使用的方法不会使其变得更好 - 即使使用您的方法，错误初始化的随机数生成器仍然会产生重复。

如果您使用默认实现random.seed(None)，您可以在source 中看到仅使用16 个字节的随机性来初始化随机数生成器，因此这是您必须首先解决的问题。此外，如果操作系统不提供随机源，系统时间将被使用，这根本不是随机的。

但忽略这些实际问题，您基本上是正确的。要使用数学方法，我们首先必须定义“唯一性”的含义。我认为一个合理的定义是在生成重复的概率超过某个概率p之前需要生成的id数量。一个合适的公式是：

其中 d 是 2**(16*8) 用于单个随机生成的 uuid 和 2**(16*2*8) 与您建议的方法。公式中的平方根确实是由于Birthday Paradox。但是如果你计算出来，你会发现如果你在保持p 不变的同时对值的范围进行平方d，那么你也平方n。

【讨论】：

是的，需要担心的是随机数生成器的初始化不当，而不是发生碰撞的可能性很小。
我不明白。你们是指Python错误地初始化随机数生成器吗？ uuid4 不需要我提供随机数生成器。我错过了什么吗？
@orokusaki：如果您不初始化随机数生成器，将使用默认行为，这可能意味着系统时间可以用作种子。系统时间根本不是很随机 - 如果时间恰好相同，两台不同的计算机将生成相同的“随机”数字。见：docs.python.org/library/random.html#random.seed
@Mark - 好的，所以我在使用uuid4() 之前运行random.seed('some long string')？我是否也必须在种子中使用随机数（即每次使用时更改种子），还是应该只提供一个非常大的哈希值，并且每次都使用相同的东西？文档不是很清楚。
@orokusaki：不，你不应该那样做——那肯定会重复。您需要使用一些真正的随机性来源。

【解决方案2】：

由于 uuid4 是基于一个伪随机数生成器，因此调用它两次不会使“唯一性”的数量平方（甚至可能根本不会添加任何唯一性）。

【讨论】：

【解决方案3】：

这取决于随机数生成器，但它几乎是平方唯一性。

【讨论】：