Учитывая последовательность байтов, выведите SHA-256 хеш-значение последовательности.

Алгоритм SHA-256

Следующий псевдокод взят со страницы Википедии для SHA-2 .

Note 1: All variables are 32 bit unsigned integers and addition is calculated modulo 2^32
Note 2: For each round, there is one round constant k[i] and one entry in the message schedule array w[i], 0 ≤ i ≤ 63
Note 3: The compression function uses 8 working variables, a through h
Note 4: Big-endian convention is used when expressing the constants in this pseudocode,
    and when parsing message block data from bytes to words, for example,
    the first word of the input message "abc" after padding is 0x61626380

Initialize hash values:
(first 32 bits of the fractional parts of the square roots of the first 8 primes 2..19):
h0 := 0x6a09e667
h1 := 0xbb67ae85
h2 := 0x3c6ef372
h3 := 0xa54ff53a
h4 := 0x510e527f
h5 := 0x9b05688c
h6 := 0x1f83d9ab
h7 := 0x5be0cd19

Initialize array of round constants:
(first 32 bits of the fractional parts of the cube roots of the first 64 primes 2..311):
k[0..63] :=
   0x428a2f98, 0x71374491, 0xb5c0fbcf, 0xe9b5dba5, 0x3956c25b, 0x59f111f1, 0x923f82a4, 0xab1c5ed5,
   0xd807aa98, 0x12835b01, 0x243185be, 0x550c7dc3, 0x72be5d74, 0x80deb1fe, 0x9bdc06a7, 0xc19bf174,
   0xe49b69c1, 0xefbe4786, 0x0fc19dc6, 0x240ca1cc, 0x2de92c6f, 0x4a7484aa, 0x5cb0a9dc, 0x76f988da,
   0x983e5152, 0xa831c66d, 0xb00327c8, 0xbf597fc7, 0xc6e00bf3, 0xd5a79147, 0x06ca6351, 0x14292967,
   0x27b70a85, 0x2e1b2138, 0x4d2c6dfc, 0x53380d13, 0x650a7354, 0x766a0abb, 0x81c2c92e, 0x92722c85,
   0xa2bfe8a1, 0xa81a664b, 0xc24b8b70, 0xc76c51a3, 0xd192e819, 0xd6990624, 0xf40e3585, 0x106aa070,
   0x19a4c116, 0x1e376c08, 0x2748774c, 0x34b0bcb5, 0x391c0cb3, 0x4ed8aa4a, 0x5b9cca4f, 0x682e6ff3,
   0x748f82ee, 0x78a5636f, 0x84c87814, 0x8cc70208, 0x90befffa, 0xa4506ceb, 0xbef9a3f7, 0xc67178f2

Pre-processing:
append the bit '1' to the message
append k bits '0', where k is the minimum number >= 0 such that the resulting message
    length (modulo 512 in bits) is 448.
append length of message (without the '1' bit or padding), in bits, as 64-bit big-endian integer
    (this will make the entire post-processed length a multiple of 512 bits)

Process the message in successive 512-bit chunks:
break message into 512-bit chunks
for each chunk
    create a 64-entry message schedule array w[0..63] of 32-bit words
    (The initial values in w[0..63] don't matter, so many implementations zero them here)
    copy chunk into first 16 words w[0..15] of the message schedule array

    Extend the first 16 words into the remaining 48 words w[16..63] of the message schedule array:
    for i from 16 to 63
        s0 := (w[i-15] rightrotate 7) xor (w[i-15] rightrotate 18) xor (w[i-15] rightshift 3)
        s1 := (w[i-2] rightrotate 17) xor (w[i-2] rightrotate 19) xor (w[i-2] rightshift 10)
        w[i] := w[i-16] + s0 + w[i-7] + s1

    Initialize working variables to current hash value:
    a := h0
    b := h1
    c := h2
    d := h3
    e := h4
    f := h5
    g := h6
    h := h7

    Compression function main loop:
    for i from 0 to 63
        S1 := (e rightrotate 6) xor (e rightrotate 11) xor (e rightrotate 25)
        ch := (e and f) xor ((not e) and g)
        temp1 := h + S1 + ch + k[i] + w[i]
        S0 := (a rightrotate 2) xor (a rightrotate 13) xor (a rightrotate 22)
        maj := (a and b) xor (a and c) xor (b and c)
        temp2 := S0 + maj

        h := g
        g := f
        f := e
        e := d + temp1
        d := c
        c := b
        b := a
        a := temp1 + temp2

    Add the compressed chunk to the current hash value:
    h0 := h0 + a
    h1 := h1 + b
    h2 := h2 + c
    h3 := h3 + d
    h4 := h4 + e
    h5 := h5 + f
    h6 := h6 + g
    h7 := h7 + h

Produce the final hash value (big-endian):
digest := hash := h0 append h1 append h2 append h3 append h4 append h5 append h6 append h7

Ссылочная реализация

Вот эталонная реализация в Python 3:

#!/usr/bin/env python3

import sys

# ror function modified from http://stackoverflow.com/a/27229191/2508324
def ror(val, r_bits):
   return (val >> r_bits) | (val << (32-r_bits)) % 2**32

h = [0x6a09e667, 0xbb67ae85, 0x3c6ef372, 0xa54ff53a, 0x510e527f, 0x9b05688c, 0x1f83d9ab, 0x5be0cd19]

k = [0x428a2f98, 0x71374491, 0xb5c0fbcf, 0xe9b5dba5, 0x3956c25b, 0x59f111f1, 0x923f82a4, 0xab1c5ed5,
   0xd807aa98, 0x12835b01, 0x243185be, 0x550c7dc3, 0x72be5d74, 0x80deb1fe, 0x9bdc06a7, 0xc19bf174,
   0xe49b69c1, 0xefbe4786, 0x0fc19dc6, 0x240ca1cc, 0x2de92c6f, 0x4a7484aa, 0x5cb0a9dc, 0x76f988da,
   0x983e5152, 0xa831c66d, 0xb00327c8, 0xbf597fc7, 0xc6e00bf3, 0xd5a79147, 0x06ca6351, 0x14292967,
   0x27b70a85, 0x2e1b2138, 0x4d2c6dfc, 0x53380d13, 0x650a7354, 0x766a0abb, 0x81c2c92e, 0x92722c85,
   0xa2bfe8a1, 0xa81a664b, 0xc24b8b70, 0xc76c51a3, 0xd192e819, 0xd6990624, 0xf40e3585, 0x106aa070,
   0x19a4c116, 0x1e376c08, 0x2748774c, 0x34b0bcb5, 0x391c0cb3, 0x4ed8aa4a, 0x5b9cca4f, 0x682e6ff3,
   0x748f82ee, 0x78a5636f, 0x84c87814, 0x8cc70208, 0x90befffa, 0xa4506ceb, 0xbef9a3f7, 0xc67178f2]

s = sys.stdin.read().encode()
msg = [int(x,2) for c in s for x in '{:08b}'.format(c)]
msg.append(1)
while len(msg) % 512 != 448:
    msg.append(0)
msg.extend([int(x,2) for x in '{:064b}'.format(len(s) * 8)])

for i in range(len(msg)//512):
    chunk = msg[512*i:512*(i+1)] # sloth love chunk
    w = [0 for _ in range(64)]
    for j in range(16):
        w[j] = int(''.join(str(x) for x in chunk[32*j:32*(j+1)]),2)
    for j in range(16, 64):
        s0 = ror(w[j-15], 7) ^ ror(w[j-15], 18) ^ (w[j-15] >> 3)
        s1 = ror(w[j-2], 17) ^ ror(w[j-2], 19) ^ (w[j-2] >> 10)
        w[j] = (w[j-16] + s0 + w[j-7] + s1) % 2**32
    work = h[:]
    for j in range(64):
        S1 = ror(work[4], 6) ^ ror(work[4], 11) ^ ror(work[4], 25)
        ch = (work[4] & work[5]) ^ (~work[4] & work[6])
        temp1 = (work[7] + S1 + ch + k[j] + w[j]) % 2**32
        S0 = ror(work[0], 2) ^ ror(work[0], 13) ^ ror(work[0], 22)
        maj = (work[0] & work[1]) ^ (work[0] & work[2]) ^ (work[1] & work[2])
        temp2 = (S0 + maj) % 2**32
        work = [(temp1 + temp2) % 2**32] + work[:-1]
        work[4] = (work[4] + temp1) % 2**32
    h = [(H+W)%2**32 for H,W in zip(h,work)]

print(''.join('{:08x}'.format(H) for H in h))

ограничения

• Запрещено использование встроенных функций, которые вычисляют хэши SHA-256 или иным образом упрощают задачу.
• Вход и выход могут быть в любом приемлемом формате (закодирован однобайтовой кодировкой, base64, шестнадцатеричным и т. Д.)

Контрольные примеры

<empty string> -> e3b0c44298fc1c149afbf4c8996fb92427ae41e4649b934ca495991b7852b855
abc -> ba7816bf8f01cfea414140de5dae2223b00361a396177a9cb410ff61f20015ad
Hello, World! -> c98c24b677eff44860afea6f493bbaec5bb1c4cbb209c6fc2bbb47f66ff2ad31
1234 -> 03ac674216f3e15c761ee1a5e255f067953623c8b388b4459e13f978d7c846f4

J , 458 445 443 438 435 430 421 байт

3 :0
B=.32#2
A=.B&#:
P=.+&#.
'H K'=.A<.32*&2(-<.)2 3%:/p:i.64
for_m._512]\(,(1{.~512|448-#),(,~B)#:#)y
do.w=.(,B#:(15&|.~:13&|.~:_10|.!.0])@(_2&{)P/@,(25&|.~:14&|.~:_3|.!.0])@(_15&{),_7 _16&{)^:48]_32]\m
'a b c d e f g h'=.H=.8{.H
for_t.i.64
do.u=.A]P/((e<g)~:e*f),h,(~:/26 21 7|."{e),t{&>K;w
v=.A(a*b)P(c*a~:b)P~:/30 19 10|."{a
h=.g
g=.f
f=.e
e=.A]d P u
d=.c
c=.b
b=.a
a=.A]u P v
end.
H=.A]H P a,b,c,d,e,f,g,:h
end.
,H
)

Попробуйте онлайн!

Это монадический глагол, который принимает список битов в качестве входных данных и выводит список битов. На TIO для удобства реализовано преобразование строки в список битов для ввода и списка битов в шестнадцатеричное. Чтобы проверить другой ввод, просто измените текст в inputполе.

Python 2, 519 байт

Q=2**32
G=lambda e:[int(x**e%1*Q)for x in range(2,312)if 383**~-x%x<2]
H=G(.5)[:8]
r=lambda v,b:v>>b|v<<32-b
M=input()
l=len(M)
M+=bin(l|1<<(447-l)%512+64)[2:]
while M:j=0;a,b,c,d,e,f,g,h=H;exec"H+=int(M[:32],2),;M=M[32:];"*16+"x=H[-15];y=H[-2];H+=(H[-16]+H[-7]+(r(y,17)^r(y,19)^y>>10)+(r(x,7)^r(x,18)^x/8))%Q,;"*48+"u=(r(e,6)^r(e,11)^r(e,25))+(e&f^~e&g)+h+G(1/3.)[j]+H[j+8];X=a,b,c,d,e,f,g,h=(u+(r(a,2)^r(a,13)^r(a,22))+(a&b^a&c^b&c))%Q,a,b,c,(d+u)%Q,e,f,g;j+=1;"*64;H=tuple(a+b&Q-1for a,b in zip(H,X))
print"%08x"*8%H

Я работал над псевдокодом, но некоторые части в итоге оказались такими же, как и справочная информация о гольфе, которую Мего опубликовал, так как в гольфе не так много (например, постоянные столы, для которых единственным настоящим гольфом был <2вместо ==1). Хотя осталось более 100 байтов, но я уверен, что еще есть, что получить.

Ввод / вывод - это также строка битов в шестнадцатеричную строку.

Python 2, 633 байта

n=range
f=2**32
q=512
r=lambda v,b:v%f>>b|(v<<32-b)%f
t=int
g=lambda e:[t(x**e%1*f)for x in n(2,312)if 383**~-x%x==1]
h=g(.5)
k=g(1/3.)
m=map(t,input())
l=len(m)
m+=[1]+[0]*((447-l)%q)+map(t,'{:064b}'.format(l))
for i in n(l/q+1):
 c=m[q*i:][:q];w=[t(`c[j*32:][:32]`[1::3],2) for j in n(16)];x=h[:8]
 for j in n(48):a,o=w[j+1],w[j+14];w+=[(w[j]+(r(a,7)^r(a,18)^(a>>3))+w[j+9]+(r(o,17)^r(o,19)^(o>>10)))%f]
 for j in n(64):a,o=x[::4];d=x[7]+(r(o,6)^r(o,11)^r(o,25))+(o&x[5]^~o&x[6])+k[j]+w[j];e=(r(a,2)^r(a,13)^r(a,22))+(x[1]&a|x[2]&a|x[1]&x[2]);x=[d+e]+x[:7];x[4]+=d
 h=[(H+W)%f for H,W in zip(h,x)]
print''.join('%08x'%H for H in h)

Это решение является результатом сотрудничества между мной, Leaky Nun и Mars Ultor. Таким образом, я сделал это вики сообщества из-за справедливости. Он принимает входные данные в виде двоичной строки, заключенной в кавычки (например, '011000010110001001100011'для abc), и выводит шестнадцатеричную строку.

С, 1913 1822 байт (просто для удовольствия)

#define q unsigned
#define D(a,c)x->b[1]+=a>1<<33-1-c;a+=c;
#define R(a,b)(a>>b|a<<32-b)
#define S(x,a,b,c)(R(x,a)^R(x,b)^x>>c)
#define W(i,a)i=x->s[a];
#define Y(i,a)x->s[a]+=i;
#define Z(_,a)h[i+a*4]=x->s[a]>>(24-i*8);
#define J(a)x->d[a]
#define T(_,a)x->d[63-a]=x->b[a/4]>>8*(a%4);
#define Q(_,a)x->s[a]=v[a];
#define A(F)F(a,0)F(b,1)F(c,2)F(d,3)F(e,4)F(f,5)F(g,6)F(h,7)
#define G(a,b)for(i=a;i<b;++i)
typedef struct{q char d[64];q l,b[2],s[8];}X;q k[]={0x428a2f98,0x71374491,0xb5c0fbcf,0xe9b5dba5,0x3956c25b,0x59f111f1,0x923f82a4,0xab1c5ed5,0xd807aa98,0x12835b01,0x243185be,0x550c7dc3,0x72be5d74,0x80deb1fe,0x9bdc06a7,0xc19bf174,0xe49b69c1,0xefbe4786,0x0fc19dc6,0x240ca1cc,0x2de92c6f,0x4a7484aa,0x5cb0a9dc,0x76f988da,0x983e5152,0xa831c66d,0xb00327c8,0xbf597fc7,0xc6e00bf3,0xd5a79147,0x06ca6351,0x14292967,0x27b70a85,0x2e1b2138,0x4d2c6dfc,0x53380d13,0x650a7354,0x766a0abb,0x81c2c92e,0x92722c85,0xa2bfe8a1,0xa81a664b,0xc24b8b70,0xc76c51a3,0xd192e819,0xd6990624,0xf40e3585,0x106aa070,0x19a4c116,0x1e376c08,0x2748774c,0x34b0bcb5,0x391c0cb3,0x4ed8aa4a,0x5b9cca4f,0x682e6ff3,0x748f82ee,0x78a5636f,0x84c87814,0x8cc70208,0x90befffa,0xa4506ceb,0xbef9a3f7,0xc67178f2},v[]={0x6a09e667,0xbb67ae85,0x3c6ef372,0xa54ff53a,0x510e527f,0x9b05688c,0x1f83d9ab,0x5be0cd19};a(X*x){q a,b,c,d,e,f,g,h,i,t,z,m[64];G(z=0,16)m[i]=J(z++)<<24|J(z++)<<16|J(z++)<<8|J(z++);G(i,64)m[i]=S(m[i-2],17,19,10)+m[i-7]+S(m[i-15],7,18,3)+m[i-16];A(W);G(0,64){t=h+(R(e,6)^R(e,11)^R(e,25))+(e&f^~e&g)+k[i]+m[i];z=(R(a,2)^R(a,13)^R(a,22))+(a&b^a&c^b&c);h=g;g=f;f=e;e=d+t;d=c;c=b;b=a;a=t+z;}A(Y)}i(X*x){x->l=*x->b=x->b[1]=0;A(Q)}p(X*x,char*w,q l){q t,i;G(0,l){J(x->l)=w[i];if(++x->l==64){a(x);D(*x->b,512)x->l=0;}}}f(X*x,char*h){q i=x->l;if(i<56){J(i++)=128;G(i,56)J(i)=0;}else{J(i++)=128;G(i,64)J(i)=0;a(x);G(0,56)J(i)=0;}D(*x->b,x->l*8)A(T)a(x);G(0,4){A(Z)}}

Я взял эталонную реализацию и начал играть в гольф, моя цель была ниже 2к.

Может быть улучшено, если кто-то знает, как генерировать константы (кубический корень простых чисел, я не могу придумать какой-либо дружественный для гольфа способ).

Использование:

X ctx;
unsigned char hash[32];

i(&ctx);                    // initialize context
p(&ctx,text,strlen(text));  // hash string
f(&ctx,hash);               // get hash