UUIDジェネレーターをJavaScriptで作った話｜なぜ衝突しないのか・ULIDとの違い

システム開発をしていると、こんな文字列をよく見かけます。

a3f1b2c4-7e8d-4f2a-9b1c-0e5d3f6a2b8c

これは UUID（Universally Unique IDentifier） です。データベースの主キー、APIのリクエストID、セッション管理など、「世界中で一意なID」が必要な場面で使われます。

この記事では、Lapis Tech Toolsの UUID/ULIDジェネレーター を題材に、UUIDの仕組みと実装を解説します。

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1. なぜ連番IDではダメなのか

データベースの主キーに「1, 2, 3…」という連番を使う方法もあります。ではなぜUUIDが使われるのでしょうか？

問題	連番ID	UUID
複数のサーバーで同時に生成	衝突する（調整が必要）	衝突しない（独立生成可能）
IDから件数が推測される	id=100 なら100件だとわかる	推測不可能
テーブルのマージ（データ統合）	IDが重複する	重複しない
削除後に再利用される可能性	古いURLが別のリソースを指す	削除したIDは二度と使われない

マイクロサービス構成やデータ統合が多い現代のWebシステムでは、UUIDのほうが適しているケースが多くなっています。

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2. UUIDの構造：32桁の16進数

UUID は 128ビット（32桁の16進数） を、5グループのハイフン区切りで表現します。

a3f1b2c4-7e8d-4f2a-9b1c-0e5d3f6a2b8c
├───────┘ └──┘ └──┘ └──┘ └──────────┘
  8桁     4桁  4桁  4桁     12桁

UUID v4 の場合、ほぼすべてのビットがランダムです（2ビットだけバージョン識別子が入ります）。

xxxxxxxx-xxxx-4xxx-yxxx-xxxxxxxxxxxx
                ↑               ↑
         バージョン4を示す  バリアント識別子

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3. なぜ衝突しないのか

UUID v4 は 128ビットのうち 122ビットがランダムです。取りうるパターン数は：

2^122 = 約 5.3 × 10^36（5澗）

1秒間に10億個生成し続けても衝突が起きる確率は、100年後でも天文学的に低い数字です（ビッグバン以降の宇宙の年齢より長い時間が必要）。

実務的には「衝突は起きない」と扱って問題ありません。データベースのUNIQUE制約を念のため付けておけば万全です。

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4. JavaScriptでの生成方法

現代のブラウザ（推奨）

// Web Crypto API（ブラウザ・Node.js 14.17+対応）
const uuid = crypto.randomUUID();
console.log(uuid);
// → 'a3f1b2c4-7e8d-4f2a-9b1c-0e5d3f6a2b8c'

crypto.randomUUID() はブラウザの暗号論的乱数生成器（CSPRNG）を使うため、Math.random() よりはるかに安全です。

自前実装（仕組みを理解したい場合）

function generateUUIDv4() {
  return 'xxxxxxxx-xxxx-4xxx-yxxx-xxxxxxxxxxxx'.replace(
    /[xy]/g,
    (c) => {
      const r = (Math.random() * 16) | 0;
      // y は 8,9,a,b のどれか（バリアント識別子）
      const v = c === 'x' ? r : (r & 0x3) | 0x8;
      return v.toString(16);
    }
  );
}

テンプレート文字列の各 x をランダムな16進数に、y をバリアント識別子のルールに従って置換しています。

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5. ULIDとは何か：UUIDの弱点を補う

UUIDにはひとつ弱点があります。完全ランダムのため、時間順でソートできないことです。

データベースに大量のUUIDを主キーとして挿入すると、インデックスがランダムな位置に分散し、書き込みパフォーマンスが低下します（Bツリーインデックスの断片化）。

ULID（Universally Unique Lexicographically Sortable Identifier） はこの問題を解決します。

01HXYZ123456789ABCDEFGHIJK
├──────────┘ └────────────┘
  タイムスタンプ（48bit）  ランダム（80bit）

比較	UUID v4	ULID
ソート可能	✗（完全ランダム）	✓（時間順）
衝突耐性	122bit のランダム	80bit のランダム
文字数	36文字（ハイフン含む）	26文字
大文字・小文字	16進数のみ	Base32（A-Z, 0-9）
DB書き込み速度	遅くなりやすい	速い（インデックス断片化なし）

ULIDの生成（JavaScriptライブラリ）

// ulidライブラリを使う場合
import { ulid } from 'ulid';

const id = ulid();
console.log(id);
// → '01HXYZ1234567890ABCDEFGH'

// 時間順でソートすると自動的に生成順になる
const ids = [ulid(), ulid(), ulid()];
console.log(ids.sort()); // 生成順と一致

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6. 複数件を一括生成する仕組み

Lapis Tech ToolsのUUIDジェネレーターでは1〜100件を一括生成できます。

function generateMultiple(type, count) {
  const results = [];

  for (let i = 0; i < count; i++) {
    if (type === 'uuid') {
      results.push(crypto.randomUUID());
    } else {
      // ULID生成ロジック
      const timestamp = Date.now(); // 現在時刻（ミリ秒）
      results.push(encodeULID(timestamp));
    }
  }

  return results.join('\n');
}

同一ミリ秒内に複数のULIDを生成する場合、ランダム部分を1ずつインクリメントして順序を保証する実装が標準的です（ULIDの仕様で定義されています）。

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7. 実務でのUUID活用例

APIのべき等性（Idempotency Key）

// 支払いAPIに同じリクエストを2回送っても二重課金しないための仕組み
const response = await fetch('/api/payments', {
  method: 'POST',
  headers: {
    'Idempotency-Key': crypto.randomUUID(), // 同じキーなら同じ結果を返す
    'Content-Type': 'application/json',
  },
  body: JSON.stringify({ amount: 1000, currency: 'JPY' }),
});

ファイルアップロードの一意名

// ユーザーが「image.jpg」をアップロードしても衝突しない
async function uploadFile(file) {
  const uniqueName = `${crypto.randomUUID()}.${file.name.split('.').pop()}`;
  // → 'a3f1b2c4-7e8d-4f2a-9b1c-0e5d3f6a2b8c.jpg'
}

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8. まとめ

学んだこと	内容
UUID v4	128bit（122bitランダム）の一意識別子。実用上衝突しない
構造	32桁16進数をハイフンで5グループに分けた xxxxxxxx-xxxx-4xxx-yxxx-xxxxxxxxxxxx
JS生成	crypto.randomUUID() が最も安全・簡単
ULID	タイムスタンプ+ランダムで時間順ソート可能。DB書き込みが速い
用途	DB主キー・APIリクエストID・ファイル名・べき等性キー

一度UUIDを使い始めると、連番IDには戻れなくなります。UUIDジェネレーターでコピーしてすぐに使ってください。

→ UUID/ULIDジェネレーターを使ってみる

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ツール解説シリーズ：第1回・IP計算機 | 第2回・Base64エンコーダー | 第3回・chmod計算機 | 第4回・JSONフォーマッター | 第5回・Cronジェネレーター | 第6回・正規表現テスター | 今ここ（第7回・UUIDジェネレーター） | 第8回・Markdownプレビュー