From 88ba6cfe220216f371f8756921059fac51a21262 Mon Sep 17 00:00:00 2001
From: nsfisis <nsfisis@gmail.com>
Date: Fri, 23 Dec 2022 23:27:09 +0900
Subject: AsciiDoc to DocBook

---
 .../posts/2022-04-09/phperkaigi-2022-tokens.adoc   | 469 ---------------------
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 delete mode 100644 content/posts/2022-04-09/phperkaigi-2022-tokens.adoc

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index 51d9a36..0000000
--- a/content/posts/2022-04-09/phperkaigi-2022-tokens.adoc
+++ /dev/null
@@ -1,469 +0,0 @@
-= PHPerKaigi 2022 トークン問題の解説
-:tags: conference, php, phperkaigi
-:description: PHPerKaigi 2022 で私が作成した PHPer チャレンジ問題を解説する。
-:revision-1: 2022-04-09 公開
-:revision-2: 2022-04-16 2問目、3問目の解説を追加、1問目に加筆
-
-== はじめに
-
-本日開始された https://phperkaigi.jp/2022/[PHPerKaigi 2022] の PHPer
-チャレンジにおいて、弊社
-https://www.dgcircus.com/[デジタルサーカス株式会社] の問題を
-3問作成した。この記事では、これらの問題の解説をおこなう。
-
-リポジトリはこちら: https://github.com/nsfisis/PHPerKaigi2022-tokens
-
-== 第1問 brainf_ck.php
-
-ソースコードはこちら。実行には PHP 8.1 以上が必要なので注意。
-
-[source,php]
-----
-<?php
-
-declare(strict_types=0O1);
-
-namespace Dgcircus\PHPerKaigi\Y2022;
-
-/**
- * @todo
- * Run this program to acquire a PHPer token.
- */
-
-https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
-
-\error_reporting(~+!'We are hiring!');
-
-$z = fn($f) => (fn($x) => $f(fn(...$xs) => $x($x)(...$xs)))(fn($x) => $f(fn(...$xs) => $x($x)(...$xs)));
-$id = \spl_object_id(...);
-$put = fn($c) => \printf('%c', $c);
-$mm = fn($p, $n) => new \ArrayObject(\array_fill(+!![], $n, $p));
-
-$👉 = fn($m, $p, $b, $e, $mp, $pc) => [++$mp, ++$pc];
-$👈 = fn($m, $p, $b, $e, $mp, $pc) => [--$mp, ++$pc];
-$👍 = fn($m, $p, $b, $e, $mp, $pc) => [$mp, ++$pc, ++$m[$mp]];
-$👎 = fn($m, $p, $b, $e, $mp, $pc) => [$mp, ++$pc, --$m[$mp]];
-$📝 = fn($m, $p, $b, $e, $mp, $pc) => [$mp, ++$pc, $put($m[$mp])];
-$🤡 = fn($m, $p, $b, $e, $mp, $pc) => match ($m[$mp]) {
-    +!![] => [$mp, $z(fn($loop) => fn($pc, $n) => match ($id($p[$pc])) {
-      $b => $loop(++$pc, ++$n),
-      $e => $n === +!![] ? ++$pc : $loop(++$pc, --$n),
-      default => $loop(++$pc, $n),
-    })($pc, -![])],
-    default => [$mp, ++$pc],
-};
-$🎪 = fn($m, $p, $b, $e, $mp, $pc) => match ($m[$mp]) {
-    +!![] => [$mp, ++$pc],
-    default => [$mp, $z(fn($loop) => fn($pc, $n) => match ($id($p[$pc])) {
-      $e => $loop(--$pc, ++$n),
-      $b => $n === +!![] ? $pc+![] : $loop(--$pc, --$n),
-      default => $loop(--$pc, $n),
-    })($pc, -![])],
-};
-$🐘 = fn($p) => $z(fn($loop) => fn($m, $p, $b, $e, $mp, $pc) =>
-  isset($p[$pc]) && $loop($m, $p, $b, $e, ...($p[$pc]($m, $p, $b, $e, $mp, $pc)))
-)($mm(+!![], +(![].![])), $p, $id($🤡), $id($🎪), +!![], +!![]);
-
-$🐘([
-  $👍, $👍, $👍, $👍, $👍, $👍, $👍, $👍, $👍, $👍,
-  $🤡,
-    $👉, $👍, $👍, $👍,
-    $👉, $👍, $👍, $👍, $👍, $👍,
-    $👉, $👍, $👍, $👍, $👍, $👍, $👍, $👍, $👍, $👍, $👍, $👍, $👍,
-    $👉, $👍, $👍, $👍, $👍, $👍, $👍, $👍, $👍, $👍, $👍,
-    $👈, $👈, $👈, $👈, $👎,
-  $🎪,
-  $👉, $👍, $👍, $👍, $👍, $👍, $📝,
-  $👎, $👎, $📝,
-  $👉, $👎, $👎, $👎, $📝,
-  $👉, $👎, $👎, $👎, $📝,
-  $👎, $👎, $📝,
-  $👎, $📝,
-  $👈, $📝,
-  $👉, $👉, $👎, $👎, $📝,
-  $👍, $👍, $👍, $👍, $👍, $👍, $👍, $📝,
-  $👈, $👎, $👎, $👎, $👎, $📝,
-  $👈, $📝,
-  $👉, $👍, $👍, $📝,
-  $👉, $👎, $📝,
-  $👈, $📝,
-]);
-----
-
-この問題は、単に適切なバージョンの PHP で動かせばトークンが得られる。
-
-=== 解説
-
-==== 絵文字
-
-まず目につくのは大量の絵文字だろう。 PHP
-は識別子に使用できる文字の範囲が広く、絵文字も使うことができる。
-
-==== プログラム全体
-
-Brainf*ck のインタプリタとプログラムになっている。 Brainf*ck
-とは、難解プログラミング言語のひとつであり、ここで説明するよりも
-Wikipedia の該当ページを読んだ方がよい。
-
-https://ja.wikipedia.org/wiki/Brainfuck
-
-なお、brainf*ck プログラムを普通の書き方で書くと、次のようになる。
-
-....
-+ + + + + + + + + +
-[
-  > + + +
-  > + + + + +
-  > + + + + + + + + + + + +
-  > + + + + + + + + + +
-  < < < < -
-]
-> + + + + + .
-- - .
-> - - - .
-> - - - .
-- - .
-- .
-< .
-> > - - .
-+ + + + + + + .
-< - - - - .
-< .
-> + + .
-> - .
-< .
-....
-
-実行結果はこちら: https://ideone.com/22VWmb
-
-それぞれの絵文字で表された関数が、各命令に対応している。
-
-* `$👉`: `>`
-* `$👈`: `<`
-* `$👍`: `+`
-* `$👎`: `-`
-* `$📝`: `.`
-* `$🤡`: `[`
-* `$🎪`: `]`
-
-`,` (入力) に対応する関数はない
-(このプログラムでは使わないので用意していない)。
-
-なお、`$🐘` はいわゆる main 関数であり、プログラムの実行部分である。
-
-==== 絵文字の選択
-
-おおよそ意味に合致するよう選んでいるが、`$🤡` と `$🎪`
-は弊社デジタルサーカスにちなんでいる。 また、`$🐘` は PHP
-のマスコットの象に由来する。
-
-==== strict_types
-
-`declare` 文の `strict_types` に指定できるのは、`0` か `1`
-の数値リテラルだが、 `0x0` や `0b1` のような値も受け付ける。 今回は、PHP
-8.1 から追加された、`0O` または `0o` から始まる八進数リテラルを使った。
-
-==== URL
-
-ソースコードのライセンスを示したこの部分だが、
-
-[source,php]
-----
-https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
-----
-
-完全に合法な PHP のコードである。 `https:` 部分はラベル、`//`
-以降は行コメントになっている。
-
-==== リテラルなしで数値を生成する
-
-ソースコード中に、ほとんど数値リテラルが書かれていないことにお気づきだろうか。
-PHP では、型変換を利用することで任意の整数を作り出すことができる。
-
-[source,php]
-----
-assert(0 === +!![]);
-assert(1 === +![]);
-assert(2 === ![]+![]);
-assert(3 === ![]+![]+![]);
-assert(10 === +(![].+!![]));
-----
-
-`[]` に `!` を適用すると `true` が返ってくる。それに `+`
-を適用すると、`bool` から `int` ヘの型変換が走り、`1` が生成される。`10`
-はさらにトリッキーだ。まず `1` と `0` を作り、`.` で文字列として結合する
-(`'10'`)。これに `+` を適用すると、`string` から `int`
-への型変換が走り、`10` が生まれる (コード量に頓着しないなら、`1` を 10
-個足し合わせてももちろん 10 が作れる)。
-
-また、`error_reporting` に指定しているのは `-1` である。 これは、`!`
-によって文字列を `false` にし、`+` によって `false` を `0`
-にし、さらにビット反転して `-1` にしている。
-
-==== `if` 文なしで条件分岐
-
-三項演算子ないし `match` 式を使うことで、`if`
-を一切書かずに条件分岐ができる。 また、`&&` / `||` も使えることがある。
-遅延評価が不要なケースでは、`[$t, $f][$cond]`
-のような形で分岐することもできる。
-
-==== `while`、`for` 文なしでループ
-
-不動点コンビネータを使って無名再帰する
-(詳しい説明は省略する。これらの単語で検索してほしい)。 ここでは、一般に
-Z コンビネータとして知られるものを使った (`$z`)。
-
-実際のところ、`$🤡` や `$🎪`、`$🐘` は、一度 Scheme (Lisp の一種)
-で書いてから PHP に翻訳する形で記述した。
-
-なお、PHP は末尾再帰の最適化をおこなわない (少なくとも今のところは)
-ので、 あまりに長い brainf*ck
-プログラムを書くとスタックオーバーフローする。
-
-== 第2問 riddle.php
-
-ソースコードはこちら。実行には PHP 8.0 以上が必要なので注意。
-
-[source,php]
-----
-<?php
-
-/*********************************************************
- * This program displays a PHPer token.                  *
- * Guess 'N'.                                            *
- *                                                       *
- * Hints:                                                *
- * - N itself has no special meaning, e.g., 42, 8128,    *
- *   it is selected at random.                           *
- * - Each element of $token represents a single letter.  *
- * - One letter consists of 5x5 cells.                   *
- * - Remember, the output is a complete PHPer token.     *
- *                                                       *
- * License:                                              *
- *   https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/  *
- *********************************************************/
-const N = 0 /* Change it to your answer. */;
-assert(0 <= N && N <= 0b11111_11111_11111_11111_11111);
-
-$token = [
-  0x14B499C,
-  0x0BE34CC, 0x01C9C69,
-  0x0ECA069, 0x01C2449, 0x0FDB166, 0x01C9C69,
-  0x01C1C66, 0x0FC1C47, 0x01C1C66,
-  0x10C5858, 0x1E4E3B8, 0x1A2F2F8,
-];
-foreach ($token as $x) {
-  $x = $x ^ N;
-
-  $x = sprintf('%025b', $x);
-  $x = str_replace(search: ['0', '1'], replace: [' ', '#'], subject: $x);
-  $x = implode("\n", str_split($x, length: 5));
-  echo "{$x}\n\n";
-}
-----
-
-さて、この問題はさきほどのように単純に実行しただけでは、謎のブロックが表示されるだけでトークンは得られない。
-トークンを得るためには、ソースコードを読み、定数 `N`
-を特定する必要がある。
-
-ここでは、私の想定解を解説する。
-
-=== 読解
-
-まずはソースコードを読んでいく。
-
-[source,php]
-----
-$token = [
-  // 略
-];
-----
-
-数値からなる `$token` があり、各要素をループしている。
-
-[source,php]
-----
-  $x = $x ^ N;
-----
-
-まずは排他的論理和 (xor) を取り、
-
-[source,php]
-----
-  $x = sprintf('%025b', $x);
-----
-
-二進数に変換して、
-
-[source,php]
-----
-  $x = str_replace(search: ['0', '1'], replace: [' ', '#'], subject: $x);
-----
-
-0 を空白に、1 を `#` にし、
-
-[source,php]
-----
-  $x = implode("\n", str_split($x, length: 5));
-----
-
-5文字ごとに区切ったあと、改行で結合している。
-
-=== ヒント
-
-次に、ソースコードに書いてあるヒントを読んでいく。
-
-* `N` それ自体は、42 や 8128
-といったような特別な意味を持たず、ランダムに決められている
-* `$token` の各要素は、1文字を表す
-* 1文字は 5x5 のセルからなる
-* 出力されるのは、完全な PHPer トークンである
-
-ここで、PHPer トークンは必ず `#` 記号から始まることを思いだすと、
-`$token` の最初の数字 `0x14B499C` は、変換の結果 `#`
-になるのではないかと予想される (なお、このことは、リポジトリの README
-ファイルに追加ヒントとして書かれている)。
-
-=== 解く
-
-ここまでわかれば、あと一歩で解ける。すなわち、`0x14B499C` が `#`
-に変換されるような `N` を見つければよい。
-
-`N` は高々
-
-[source,php]
-----
-assert(0 <= N && N <= 0b11111_11111_11111_11111_11111);
-----
-
-なのでブルートフォースしてもよいが、ここではブルートフォースしない方法を紹介する。
-
-[source,php]
-----
-<?php
-
-$x = 0x14B499C;
-
-$x = $x ^ N;
-
-$x = sprintf('%025b', $x);
-$x = str_replace(search: ['0', '1'], replace: [' ', '#'], subject: $x);
-$x = implode("\n", str_split($x, length: 5));
-
-assert($x ===
-  " # # \n" .
-  "#####\n" .
-  " # # \n" .
-  "#####\n" .
-  " # # ");
-----
-
-この一連の変換に対する逆変換を考えると、次のようになる。
-
-[source,php]
-----
-<?php
-
-$x =
-  " # # \n" .
-  "#####\n" .
-  " # # \n" .
-  "#####\n" .
-  " # # ";
-
-$x = implode('', explode("\n", $x));
-$x = str_replace(search: [' ', '#'], replace: ['0', '1'], subject: $x);
-$x = bindec($x);
-
-$n = $x ^ 0x14B499C;
-
-echo "N = $n\n";
-----
-
-これを実行すると、`N` が得られる。
-
-== 第3問 toquine.php
-
-ソースコードはこちら。
-
-[source,php]
-----
-<?php
-
-// License: https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
-// This is a quine-like program to generate a PHPer token.
-// Execute it like this: php toquine.php | php | php | php | ...
-
-$s = <<<'Q'
-<?cuc
-// Yvprafr: uggcf://perngvirpbzzbaf.bet/choyvpqbznva/mreb/1.0/
-// Guvf vf n dhvar-yvxr cebtenz gb trarengr n CUCre gbxra.
-// Rkrphgr vg yvxr guvf: cuc gbdhvar.cuc | cuc | cuc | cuc | ...
-%f$f = %f;
-$f = fge_ebg13($f); $kf = [
-%f,
-];
-$g = ahyy.snyfr; sbe ($v = 0; $v <= vagqvi(__YVAR__-035,6); ++$v) vs (!vffrg($kf[$v])) oernx; ryfr
-$g .= vzcybqr("\a", fge_fcyvg(fge_ercynpr(['0','1'], ['  ','##'], fcevags(pue(37) . '025o', $kf[$v])), 012)) . "\a\a";
-$jf = neenl_znc(sa($j) => vzcybqr(', ', $j), neenl_puhax(neenl_znc(sa($k) => fcevags('0k' . pue(37) . '07K', $k), $kf), 10));
-cevags($f, $g, fge_ebg13("<<<'Q'\a{$f}\aQ"), vzcybqr(",\a", $jf));
-Q;
-$s = str_rot13($s); $xs = [
-0x0AFABEA, 0x1F294A7, 0x1F2109F, 0x1F294A7, 0x0002800, 0x1F2109F, 0x0117041, 0x1F294A7, 0x1FAD6B5, 0x1F295B7,
-0x010FC21, 0x1FAD6B5, 0x1151151, 0x010FC21, 0x1F294A7, 0x1F295B7, 0x1FAD6B5, 0x1F294A7, 0x1F295B7, 0x1F8C63F,
-0x1F8C631, 0x1FAD6B5, 0x17AD6BD, 0x17AD6BD, 0x1F8C63F, 0x1F295B7,
-];
-$t = null.false; for ($i = 0; $i <= intdiv(__LINE__-035,6); ++$i) if (!isset($xs[$i])) break; else
-$t .= implode("\n", str_split(str_replace(['0','1'], ['  ','##'], sprintf(chr(37) . '025b', $xs[$i])), 012)) . "\n\n";
-$ws = array_map(fn($w) => implode(', ', $w), array_chunk(array_map(fn($x) => sprintf('0x' . chr(37) . '07X', $x), $xs), 10));
-printf($s, $t, str_rot13("<<<'D'\n{$s}\nD"), implode(",\n", $ws));
-----
-
-コメントにもあるとおり、次のようにして実行すれば答えがでてくる。
-
-[source,shell-session]
-----
-$ php toquine.php | php | php | php | ...
-----
-
-実際にはもう少しパイプで繋げなければならない。
-
-=== 解説
-
-==== プログラム全体
-
-コメントにもあるとおり、これは quine (風) のプログラムになっている。
-Quine
-とは、自分のソースコードをそっくりそのまま出力するようなプログラムのことである。
-
-このプログラムは、実行すると自身とほとんど同じプログラムを出力する。
-異なるのはトークンになっている部分のみである。
-
-==== トークン
-
-`$xs` がトークンに対応している。変換のロジックは `riddle.php`
-とほぼ同じなので省略する。
-
-==== 状態保持
-
-トークンの何文字目まで出力したかを、ソースコードを変えずに (quine
-なので) 覚えておく必要がある。
-このプログラムでは、トークンが出力されるとソースコードがだんだんと長くなっていくのを利用して、`__LINE__`
-から情報を取得している。
-
-==== ROT 13
-
-Quine は、素朴に書くとプログラムの一部が 2回記述されてしまう。
-これがあまり美しくないので、`toquine.php` では、ROT 13
-変換を使って難読化した。
-
-それにしてもなぜこんなものが標準ライブラリに……。
-
-== おわりに
-
-解いていただいたみなさん、また、難易度調整につきあっていただいた社内のみなさん、ありがとうございました。
-
-今回は直前に作りはじめたのもあり、3問だけかつ使い古されたネタばかりになってしまいましたが、
-来年は 5問、より面白い問題を持っていきます。
-
-実はもう作りはじめているので、どうか来年もありますように……。
-- 
cgit v1.2.3-70-g09d2

