php 短網址的生成和還原原理

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【轉】微博短網址生成算法原理 by cubeking
2012-02-03 10:49
轉載自  cubeking
最終編輯  cubeking

短網址(Short URL),顧名思義就是在形式上比較短的網址。一般用的是asp或者php轉向,在Web 2.0的今天,不得不說,這是一個潮流。目前已經有許多相似服務,藉助短網址您能夠用簡短的網址替代原來冗長的網址,讓使用者能夠更容易的分享連接。html

例如:http://t.cn/SzjPjA  表示http://hi.baidu.com/cubeking/git

短網址服務,可能不少朋友都已經再也不陌生,如今大部分微博、手機郵件提醒等地方已經有不少應用模式了,並佔據了必定的市場。估計不少朋友如今也正在使用。web

看過新浪的短鏈接服務,發現後面主要有6個字符串組成,因而第一個想到的就是原來公司寫的一個遊戲激活碼規則,也就是下面的算法2,算法

26個大寫字母 26小寫字母,10個數字,隨機生成6個而後插入數據庫對應一個id,短鏈接跳轉的時候,根據字符串查詢到對應id,便可實現相應的跳轉!不過2的62次方,不知道有沒有重複的,小几率能夠,可是對應不是很大的網站應該足夠了數據庫

自從twitter推出短網址(shorturl),繼之國內各大微博跟風,google公開goo.gl使用API,短網址之風愈演愈烈.不得不說這是一個新興又一大熱門web2.0服務.現整理一下,包括完整短網址網站,短網址生成原理,算法舉例,以及優劣比較,同時還介紹幾個phper我的實現的.json

算法原理
算法一
1)將長網址md5生成32位簽名串,分爲4段, 每段8個字節;
2)對這四段循環處理, 取8個字節, 將他當作16進制串與0x3fffffff(30位1)與操做, 即超過30位的忽略處理;
3)這30位分紅6段, 每5位的數字做爲字母表的索引取得特定字符, 依次進行得到6位字符串;
4)總的md5串能夠得到4個6位串; 取裏面的任意一個就可做爲這個長url的短url地址;c#

這種算法,雖然會生成4個,可是仍然存在重複概率,下面的算法一和三,就是這種的實現.api

算法二
a-zA-Z0-9 這64位取6位組合,可產生500多億個組合數量.把數字和字符組合作必定的映射,就能夠產生惟一的字符串,如第62個組合就是aaaaa9,第63個組合就是aaaaba,再利用洗牌算法,把原字符串打亂後保存,那麼對應位置的組合字符串就會是無序的組合。
把長網址存入數據庫,取返回的id,找出對應的字符串,例如返回ID爲1,那麼對應上面的字符串組合就是bbb,同理 ID爲2時,字符串組合爲bba,依次類推,直至到達64種組合後纔會出現重複的可能,因此若是用上面的62個字符,任意取6個字符組合成字符串的話,你的數據存量達到500多億後纔會出現重複的可能。
具體參看這裏完全完善新浪微博接口和超短URL算法,算法四能夠算做是此算法的一種實現,此算法通常不會重複,可是若是是統計的話,就有很大問題,特別是對域名相關的統計,就抓瞎了.數組

簡單生成短網址方法

<?php
02 function base62($x)
03 {
04 $show= 」;
05 while($x> 0) {
06 $s= $x% 62;
07 if($s> 35) {
08 $s= chr($s+61);
09 } elseif($s> 9 && $s<=35) {
10 $s= chr($s+ 55);
11 }
12 $show.= $s;
13 $x= floor($x/62);
14 }
15 return $show;
16 }
17
18 function urlShort($url)
19 {
20 $url= crc32($url);
21 $result= sprintf(「%u」, $url);
22 return base62($result);
23 }
24
25 echo urlShort(「http://hi.baidu.com/cubeking/「);
?>

代碼以下:
<?php
function shorturl($input) {
$base32 = array (
‘a’, ‘b’, ‘c’, ‘d’, ‘e’, ‘f’, ‘g’, ‘h’,
‘i’, ‘j’, ‘k’, ‘l’, ‘m’, ‘n’, ‘o’, ‘p’,
‘q’, ‘r’, ‘s’, ‘t’, ‘u’, ‘v’, ‘w’, ‘x’,
‘y’, ‘z’, ’0′, ’1′, ’2′, ’3′, ’4′, ’5′
);

$hex = md5($input);
$hexLen = strlen($hex);
$subHexLen = $hexLen / 8;
$output = array();

for ($i = 0; $i < $subHexLen; $i++) {
$subHex = substr ($hex, $i * 8, 8);
$int = 0x3FFFFFFF & (1 * (’0x’.$subHex));
$out = 」;

for ($j = 0; $j < 6; $j++) {
$val = 0x0000001F & $int;
$out .= $base32[$val];
$int = $int >> 5;
}

$output[] = $out;
}

return $output;
}
?>

另外一個是純隨機數算法
<?php
function random($length, $pool = 」)
{
$random = 」;

if (empty($pool)) {
$pool    = ‘abcdefghkmnpqrstuvwxyz’;
$pool   .= ’23456789′;
}

srand ((double)microtime()*1000000);

for($i = 0; $i < $length; $i++)
{
$random .= substr($pool,(rand()%(strlen ($pool))), 1);
}

return $random;
}
?>

各大微博短網址(ShortUrl)的算法 ,第一種算法的C#實現
<?php
// 這是c#代碼,受編輯器的限制,只能用php
public static string[] ShortUrl(string url)
{
//能夠自定義生成MD5加密字符傳前的混合KEY
string key = 「Leejor」;
//要使用生成URL的字符
string[] chars = new string[]{
「a」,」b」,」c」,」d」,」e」,」f」,」g」,」h」,
「i」,」j」,」k」,」l」,」m」,」n」,」o」,」p」,
「q」,」r」,」s」,」t」,」u」,」v」,」w」,」x」,
「y」,」z」,」0″,」1″,」2″,」3″,」4″,」5″,
「6″,」7″,」8″,」9″,」A」,」B」,」C」,」D」,
「E」,」F」,」G」,」H」,」I」,」J」,」K」,」L」,
「M」,」N」,」O」,」P」,」Q」,」R」,」S」,」T」,
「U」,」V」,」W」,」X」,」Y」,」Z」

};
//對傳入網址進行MD5加密
string hex = System.Web.Security.FormsAuthentication.HashPasswordForStoringInConfigFile(key + url, 「md5″);

string[] resUrl = new string[4];

for (int i = 0; i < 4; i++)
{
//把加密字符按照8位一組16進制與0x3FFFFFFF進行位與運算
int hexint = 0x3FFFFFFF & Convert.ToInt32(「0x」 + hex.Substring(i * 8, 8), 16);
string outChars = string.Empty;
for (int j = 0; j < 6; j++)
{
//把獲得的值與0x0000003D進行位與運算,取得字符數組chars索引
int index = 0x0000003D & hexint;
//把取得的字符相加
outChars += chars[index];
//每次循環按位右移5位
hexint = hexint >> 5;
}
//把字符串存入對應索引的輸出數組
resUrl[i] = outChars;
}

return resUrl;
}
?>

高進制數字轉換,使用六十二進制將十進制數字變「短」。例如數據庫中第 56800235583 條信息,對應的短網址後綴能夠是 ZZZZZZ 。
下面是存儲示例:

<?php
//id 自增序列/自增編號
//url 目標連接
/
error_reporting(E_ALL);


function dec2Any($dec, $toRadix) {
$MIN_RADIX = 2;
$MAX_RADIX = 62;
$num62 = ’0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ’;
if ($toRadix < $MIN_RADIX || $toRadix > $MAX_RADIX) {
$toRadix = 2;
}
if ($toRadix == 10) {
return $dec;
}
// -Long.MIN_VALUE 轉換爲 2 進制時長度爲65
$buf = array();
$charPos = 64;
$isNegative = $dec < 0; //(bccomp($dec, 0) < 0);
if (!$isNegative) {
$dec = -$dec; // bcsub(0, $dec);
}

while (bccomp($dec, -$toRadix) <= 0) {
$buf[$charPos--] = $num62[-bcmod($dec, $toRadix)];
$dec = bcdiv($dec, $toRadix);
}
$buf[$charPos] = $num62[-$dec];
if ($isNegative) {
$buf[--$charPos] = ‘-’;
}
$_any = 」;
for ($i = $charPos; $i < 65; $i++) {
$_any .= $buf[$i];
}
return $_any;
}


function any2Dec($number, $fromRadix) {
$num62 = ’0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ’;
$dec = 0;
$digitValue = 0;
$len = strlen($number) – 1;
for ($t = 0; $t <= $len; $t++) {
$digitValue = strpos($num62, $number[$t]);
$dec = bcadd(bcmul($dec, $fromRadix), $digitValue);
}
return $dec;
}

$sol = ‘<br />’ . PHP_EOL;
echo dec2Any(’56800235583′, 62), $sol; // ZZZZZZ
echo any2Dec(‘ZZZZZZ’, 62), $sol; // 56800235583
echo dec2Any(’123456′, 62), $sol; // w7e
echo any2Dec(‘w7e’, 62), $sol; // 123456
?>

另外,介紹一下goo.gl接口api的應用.
聽說此算法是各類短網址服務中 「……(這是)互聯網上最穩定、最安全、最快速的短網址服務。」(google聲稱)

有人作了比較,證實確實如此。

除了速度快,goo.gl還提供詳細的點擊統計。好比,Yahoo首頁的短網址是http://goo.gl/QuXj,那麼它的統計數據就在http://goo.gl/info/QuXj。加上後綴」.qr」,還能獲得這個網址的二維條形碼,Yahoo的就是http://goo.gl/QuXj.qr。

詳細信息可從這查看:http://code.google.com/apis/urlshortener/overview.html

下面是http://www.biaodianfu.com/php-google-urlshortener-api.html弄的一個簡單的PHP調用API生成短網址方法,分享給你們。
在使用前,請先到這裏申請API Key:http://code.google.com/apis/console/
短網址的生成須要使用POST提交數據,因此使用了curl,短網址的還原能夠直接使用file_get_contents()函數。不過爲了統一,也使用了curl來處理哈。
<?php
// 生成
function shortenGoogleUrl($long_url){
$apiKey = ‘API-KEY’; //Get API key from : http://code.google.com/apis/console/
$postData = array(‘longUrl’ => $long_url, ‘key’ => $apiKey);
$jsonData = json_encode($postData);
$curlObj = curl_init();
curl_setopt($curlObj, CURLOPT_URL, ‘https://www.googleapis.com/urlshortener/v1/url’);
curl_setopt($curlObj, CURLOPT_RETURNTRANSFER, 1);
curl_setopt($curlObj, CURLOPT_SSL_VERIFYPEER, 0);
curl_setopt($curlObj, CURLOPT_HEADER, 0);
curl_setopt($curlObj, CURLOPT_HTTPHEADER, array(‘Content-type:application/json’));
curl_setopt($curlObj, CURLOPT_POST, 1);
curl_setopt($curlObj, CURLOPT_POSTFIELDS, $jsonData);
$response = curl_exec($curlObj);
curl_close($curlObj);
$json = json_decode($response);
return $json->id;
}

//還原
function expandGoogleUrl($short_url){
$curlObj = curl_init();
curl_setopt($curlObj, CURLOPT_URL, ‘https://www.googleapis.com/urlshortener/v1/url?shortUrl=’.$short_url);
curl_setopt($curlObj, CURLOPT_HEADER, 0);
curl_setopt($curlObj, CURLOPT_RETURNTRANSFER, 1);
curl_setopt($curlObj, CURLOPT_SSL_VERIFYPEER, 0);
$response = curl_exec($curlObj);
curl_close($curlObj);
$json = json_decode($response);
return $json->longUrl;
}
?>

PHP SDK

  • 下載地址:http://code.google.com/p/libweibo/

(包含新版接口及OAuth2.0,由SAE提供維護,SAE平臺已集成最新版PHPSDK)

  • Demo使用教程
  1. 在open.weibo.com建立應用,獲得AppKey,設置「受權設置」中的「應用回調頁」地址爲」http://host/callback.php」,其中host爲網站域名。
  2. 下載Demo,而後解壓,修改config.php中的WB_AKEY爲App Key,WB_SKEY爲App Secret,WB_CALLBACK_URL爲剛纔填入的回調頁地址。
  3. 上傳到PHP空間便可
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