Linux生成UUID的算法方式（序列号C/C++代码实现）

Linux中想获取机器的唯一标识（UUID），只需要在命令行中输入uuid就可以看到类似格式为：xxxxxxxx-xxxx- xxxx-xxxxxxxxxxxxxxxx(8-4-4-16)机器标识，通过该唯一标识生成注册码/序列号。有了设备的唯一编号，我们就可以实现更好的软件的授权机制，还可以利用它来限制客户端软件访问后台服务的权限，从而提高系统的安全性。

使用UUID 的目的

使用 UUID 的主要原因之一是不需要集中权限来管理它们（尽管一种格式使用 IEEE 802 节点标识符，其他格式则不使用）。因此，按需 生成可以完全自动化，并用于各种目的。。。

生成 UUID 的几种算法

UUID是指在一台机器上生成的数字，它保证对在同一时空中的所有机器都是唯一的。

1.利用 802 MAC 地址的唯一值来保证唯一性。
2.种使用伪随机数生成器。
3.种使用加密哈希和应用程序提供的文本字符串。
4.当前日期和时间。

因此，根据此处的机制 生成的 UUID 将与所有其他已分配或将要分配的 UUID 不同。

UUID 字符串表示的正式定义
UUID 根据以下算法生成：

time_low 字段设置为以相同的重要性顺序等于时间戳的最低有效 32 位（位 0 到 31）。
time_mid 字段设置为等于时间戳中的第 32 位到第 47 位。
time_hi_and_version 字段的 12 个最低有效位（位 0 到 11）设置为等于时间戳中的位 48 到 59，以相同的重要性顺序。
time_hi_and_version 字段的四个最高有效位（位 12 到 15）设置为与正在创建的 UUID 版本对应的 4 位版本号。
clock_seq_low 字段设置为8 个最低有效位（位 0 到 7）的时钟序列以相同的重要性顺序。
clock_seq_hi_and_reserved 字段的6 个最低有效位（0 到5 位）设置为时钟序列的6 个最高有效位（8 到13 位）。
clock_seq_hi_and_reserved 的两个最高有效位（位6 和7）分别设置为零和一。
将节点字段设置为 48 位 IEEE 地址，其重要性顺序与地址相同。

什么是 machine-id

man 手册译文是这样讲的：

etc/machine-id 文件包含一个 在安装或首次启动操作系统时生成的、专属于本系统的、独一无二的"machine ID"。 "machine ID"是一个32字符长度的十六进制小写字母字符串，并以换行符结尾。 其本质是一个128位二进制整数的16进制表示。 注意，"machine ID"不能为全零值。

“machine ID"通常在系统安装或首次启动时从一个随机数源生成， 并且之后无论经过多少次开关机，也一直保持不变。 另一方面，对于无状态系统，如果有必要，将在系统启动的早期自动随机生成一个"machine ID”。

每台机器都应该具有一个独一无二的非空"machine ID"。 为了达到这个目标，可以使用多种不同的方法初始化 /etc/machine-id 文件。一般来说， /etc/machine-id 应该 在操作系统安装过程中完成初始化。

linux 的uuid码

linux的uuid码也是有内核提供的，在/proc/sys/kernel/random/uuid这个文件内。其实，random目录，里面还有很多其它文件，都与生成uuid有关系的。

基于当前时间的 UUID

..
int main (int argc, char **argv) {
  
  ...

	struct timeval tv0;
	gettimeofday(&tv0, NULL);
	time_t t0 = (time_t)tv0.tv_sec;
	struct tm *tm0 = gmtime(&t0);
	char buffer[33];
	// 00000000-yyyy-mmmm-dddd-hhhhhhnnnnnn
	srand((unsigned int)tv0.tv_usec/100);
	sprintf(buffer,"%04x%02x%02x%04x%06x%06x%02x%02x%02x",
		(int)tm0->tm_year+1900, (int)tm0->tm_mon, (int)tm0->tm_mday, 0,
		(int)tv0.tv_sec, (int)tv0.tv_usec, rand()%255, rand()%255, rand()%255);
	
	...

	return 0;
}

uuidtime 是一个 Linux 程序，用于生成基于当前时间的 UUID自纪元（1970）以来的秒数和微秒数。当前日期和时间，UUID的第一个部分与时间有关，如果你在生成一个UUID之后，过几秒又生成一个UUID，则第一个部分不同，其余相同。

UUID的弊端

如果将一台机器的UUID拷贝到另一台机器，就类似修改Mac地址的方法达到欺骗的目的。

根据型号和 MAC 地址的低 24 位构建序列号

int get_sn(char *iface, int model_id, unsigned int *si)
{
	unsigned char mac_address[6];
	unsigned char sn[4] = {0};
	struct ifreq ifr;

	assert(iface);
	assert(si);

	int sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_IP);
	if (sock == -1) {
		fprintf(stderr, "couldn't create socket\n");
		return -1;
	};

	strcpy(ifr.ifr_name, iface);
	if (ioctl(sock, SIOCGIFFLAGS, &ifr) != 0) {
		fprintf(stderr, "couldn't ioctl iface: %s\n",
		        ifr.ifr_name);
		return -1;
	}

	if (ioctl(sock, SIOCGIFHWADDR, &ifr) == 0) {
		memcpy(mac_address, ifr.ifr_hwaddr.sa_data, 6);
		memcpy(sn, &mac_address[3], 3);

		*si = sn[2] + 256 * sn[1] + 65536 * sn[0];
		*si = *si / 4 - 64;
		*si = *si + model_id;
		return 0;
	}
	return -1;
}

运行结果：

总结

UUID 是通用唯一识别码。由 32 位 16 进制数字组成，可以是纯 32 位 16 进制数字，也可以包含连接线（形式为 8-4-4-4-12），更新详细信息请参考RFC4122。

欢迎关注微信公众号【程序猿编码】，需要 UUID完整源码 的添加本人微信号(c17865354792)

参考：RFC 4122