PHP 生成唯一编码字符的方法

经常有项目需要使用一些邀请码、激活码、兑换码等唯一的编码！通常的做法是随机生成一个编码，然后进行数据库查询匹配，如果已经存在则再随机生成一个，如是循环！但在编码位数有限（比如：8位的编码）和已有大量编码数据的情况下，上述做法将逐步造成编码唯一率生成概率低下，最终因循环查库导致程序超时或失败！

那么有没有一种编码的生成方式不需要进行数据库查询匹配，在其生成的时候就是唯一编码呢？当然有，而且算法很多，但是向普遍的方法（比如利用时间戳、MD5等）生成的编码位数都会比较长，如果你不在意编码长那么他们将是比较好的方法，但是如果你要求的编码是比较短的，那么就需要另寻他法！

通常我们建立数据库都会有一个自增字段（AUTO_INCREMENT），今天我们就用这个自增字段的值来构建我们所需的编码。在你继续研读这篇文章前，你需要先了解其优缺点：
[优点] 因为使用自增字段的值通过算法构建编码，所以写入数据库时不需要进行数据存在检查；
[优点] 通过编码可以反算出其对应的自增字段值，那么数据库因为索引的关系速度将非常可观；
[缺点] 编码含有数字，字母
[缺点] 编码位数必须是 8 位以上
[缺点] 自增字段的类型需要是 UNSIGNED INT

1. 进制说明
十进制、十六进制对于大家来说比较常见，十进制使用 0-9 来表示，而十六进制则使用 0-9、A-F 来表示；
 那么使用 0-9、A-Z、a-z 来表示的是什么进制呢：10个数据字，26个小写字母、26个大写字母，那就是六十二进制了；
 那么同理，四十二进制需要使用 0-9、A-Z、a-f 来表示；

使用越大的进制，同样的数值使用的字符数将越少，比如：
16 = F（十进制/十六进制）、 4294967295 = 4gfFC3（十进制/六十二进制）
可以看到 4294967295（10个字符） 数值当使用六十二进制来表示的时候是 4gfFC3（仅需6个字符）；

2. 构建进制码
对于 MySQL 数据库中 UNSIGNED INT 的自增字段值，其值范围在 1 - 4294967295
当程序从数据库里读取一条记录后，我们将使用四十二进制对自增字段值进行进制转化，其值范围将在 1 - WaB6U3

为什么要使用四十二进制？
看下十进制 4294967295 对应的四十进制/四十二进制/六十四进制值：11bSYMF/WaB6U3/4gfFC3
可以发现当使用四十进制时需要7个字符，而且两个只需要6个字符
四十二进制只是 UNSIGNED INT 的最大值换算所需字符最少的最小进制；

      function toBinary( $num, $binary ){
          $length = strlen($binary);   
          while( $num > $length - 1 ){ $out = $binary[fmod($num,$length)].$out; $num = floor($num/$length); }     
          return $binary[$num].$out;   
      }
      function toBase( $str, $binary ){
          $size = strlen($str) - 1; $length = strlen($binary);
          $str = str_split($str); $out = strpos($binary, array_pop($str));   
          foreach( $str as $i=>$char ) $out += strpos($binary,$char)*pow($length, $size-$i);
          return $out;   
      }
      $binary = '0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdef';
      echo toBinary(4294967295,$binary),' = ',toBase('WaB6U3',$binary);
3. 构建编码
进制码构建算法确认完后，那么这里我们将引入一个验证码，数据库中编码表字段如下：自增字段、验证码字段
编码 = 截取8位（自增字段的进制码 [尾部拼接] 验证码）

 验证码是写入数据库生成自增字段时就写入的
验证码是一串随机的字符串（不唯一），其字符个数和编码的个数一致，其字符的内容必须是 g-z；
就像十六进制一样，F 字母以上的其他字母是不需要的，而 g-z 是四十二进制不需要的。

4. 验证编码
　　　 对于邀请码、激活码、兑换码等之类的编码，总会有人过来对编码进行验证，下面就介绍如何验证
　　　 还记得之前介绍优缺点的时候说过：编码可以反算出其对应的自增字段值
　　　 当客户输入一个编码时：　　　 　　先过滤并保存编码中 g-z 的字符（过滤后可以提取到进制码）
　　　 　　然后将进制码转为十进制的数，查询数据库获取编码记录
　　　 　　最后根据编码记录进行构建编码，与用户输入的编码进行核对。

编码强化
　　1. 由于使用了有序的数字和字母进行进制转化，所以根据编码后可以很容易猜到自增字段值以及验证码的内容字母
　　　 强化：使用无序且跨用数字和字母进行进制转化和反算
　　　 // 验证码内容字母：68hIjklMnoPqrstTwxUz
　　　 $binary = 'W0G5S9ACDyEHiJKLmNOd3YR1u7VpQXZab4c2Befgv';

　　2. 当编码为8位，进制码6位时
　　　 按照 “编码=截取8位（自增字段的进制码 [尾部拼接] 验证码）” 构建的编码被暴力使用400次即可破译
　　　 强化：按照 “编码=截取8位（自增字段的进制码 [有序穿插] 验证码）” 构建的编码被暴力使用11200次即可破译

　　　 当编码为8位，进制码1位时
　　　 按照 “编码=截取8位（自增字段的进制码 [尾部拼接] 验证码）” 构建的编码被暴力使用1280000000次即可破译
　　　 强化：按照 “编码=截取8位（自增字段的进制码 [有序穿插] 验证码）” 构建的编码被暴力使用8960000000次即可破译

　　　 当编码为8位，进制码5位时
　　　 按照 “编码=截取8位（自增字段的进制码 [尾部拼接] 验证码）” 构建的编码被暴力使用8000次即可破译
　　　 强化：按照 “编码=截取8位（自增字段的进制码 [有序穿插] 验证码）” 构建的编码被暴力使用228000次即可破译

数据参考

自增字段 1 130691231 4294967295

验证码[g-z] ghijklmn hijklmno ijklmnop

-> -> -> ->

进制码 1 fffff WaB6U3

拼接编码 1ghijklm fffffhij WaB6U3ij

穿插编码 g1hijklm hifffffj WiaB6Uj3