UUID v7 のデータ構造を詳細に理解する

018422b2-4843-7a62-935b-b4e65649de3e

0                   1                   2                   3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                           unix_ts_ms                          |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|          unix_ts_ms           |  ver  |       rand_a          |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|var|                        rand_b                             |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                            rand_b                             |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

<?php
/**
 * このプログラムは引数で与えられた UUIDv7 からタイムスタンプ部分をパースし、datetime で出力します
 *
 * @param string $argv[1] UUIDv7
 * @return string $date Y-m-d H:i:s
 *
 * example:
 *     php convert_uuidv7_to_datetime.php 018422b2-4843-7a62-935b-b4e65649de3e
 *     出力: 2022-10-29 07:43:40
 */

$uuid = $argv[1];

if (empty($uuid)) {
    echo "UUIDv7 を指定してください\n";
    exit;
}

// UUID v7 のハイフンを除いた先頭 12 文字を取得
$unixTsMs = substr(str_replace('-', '', $uuid), 0, 12);

// 16 進数 → 10 進数に変換して UNIX タイムスタンプを取得
$unixTsMs = hexdec($unixTsMs);

// ミリ秒が不要な場合、UNIX タイムスタンプから 1000 を割り小数点以下切り捨てた上で date() を通す
$date = date('Y-m-d H:i:s', intval($unixTsMs / 1000));

echo $date;

<?php
function uuid7()
{
    // 同一プログラムで uuid7() を複数回呼び出された時に、前回呼び出し時のタイムスタンプ情報を参照できるようにする
    static $last_timestamp = 0;

    // microtime(true) を使っているが欲しい情報はミリ秒までなので、
    // 1000 をかけて intval() で小数点切り捨てることでミリ秒までのタイムスタンプを得る
    $unixts_ms = intval(microtime(true) * 1000);

    // 万が一同一ミリ秒で uuid7() が呼び出された時の対策として、
    // 後者の呼び出し時はタイムスタンプを +1 する
    if ($last_timestamp >= $unixts_ms) {
        $unixts_ms = $last_timestamp + 1;
    }
    $last_timestamp = $unixts_ms;

    // 暗号学的にセキュアなランダムな byte 列を生成( 10 byte = 80 bit = 16 進数 20 桁分)
    // 1 byte = 16 進数 2 桁分
    $data = random_bytes(10);

    // 先頭 1 byte にあたる $data[0] に対し、先頭 4 bit 部分に version 情報を持たせる
    $data[0] = chr((ord($data[0]) & 0x0f) | 0x70);

    // 先頭 3 byte にあたる $data[2] に対し、先頭 2 bit 部分に variant 情報を持たせる
    $data[2] = chr((ord($data[2]) & 0x3f) | 0x80);

    // UUID v7 フォーマットにする
    return vsprintf(
        '%s%s-%s-%s-%s-%s%s%s',
        str_split(
            str_pad(dechex($unixts_ms), 12, '0', \STR_PAD_LEFT) . bin2hex($data),
            4
        )
    );
}

echo uuid7();

// 先頭 1 byte にあたる $data[0] に対し、先頭 4 bit 部分に version 情報を持たせる
$data[0] = chr((ord($data[0]) & 0x0f) | 0x70);

$data[0] = "\x12"; //  = 16 進数の 12

$ascii = ord($data[0]); // 10 進数の 18