Init. Commit

2026-09-17 00:50:07 +03:00
commit 880d8698d6
115 changed files with 7611 additions and 0 deletions
@@ -0,0 +1,173 @@
+#!/usr/bin/env python
+"""Эталонный решатель задачи 1 «В глазах всё написано» (формат CTP1).
+
+Независимая реализация: только stdlib + Pillow + numpy. Не импортирует код
+генератора и не читает файлы организатора.
+
+Схема (восстанавливается из публичных улик в метаданных PNG):
+  * сетка блоков 2x2 от левого верхнего угла, обход по строкам;
+  * блок пригоден, если 4 цвета RGB попарно различны и размах каждого
+    канала <= 3 (пригодность инвариантна к перестановке пикселей);
+  * канонический порядок цветов: сортировка по ключу (77*R+150*G+29*B, R, G, B);
+  * 24 перестановки (0,1,2,3) нумеруются лексикографически от 0,
+    номера 0..15 кодируют полубайт, старший полубайт байта первым;
+  * первые 16 пригодных блоков — калибровка (номера 0..15 по порядку);
+  * далее конверт: magic "CTP1", version=1, payload_length u32 LE,
+    payload, crc32 u32 LE от payload.
+
+Использование: python solve_task1.py <participant.png>
+Печатает флаг (первая строка payload) в stdout. При ошибке — сообщение
+в stderr и ненулевой код возврата.
+"""
+
+import struct
+import sys
+import zlib
+
+import numpy as np
+from PIL import Image
+
+RANGE_MAX = 3
+CALIBRATION_BLOCKS = 16
+MAGIC = b"CTP1"
+VERSION = 1
+MAX_PAYLOAD = 1 << 20  # 1 МиБ
+
+# Все 24 перестановки (0,1,2,3) в лексикографическом порядке.
+LEX_PERMS = sorted(
+    (a, b, c, d)
+    for a in range(4)
+    for b in range(4)
+    for c in range(4)
+    for d in range(4)
+    if len({a, b, c, d}) == 4
+)
+PERM_INDEX = {p: i for i, p in enumerate(LEX_PERMS)}
+
+
+class SolveError(Exception):
+    """Ожидаемая ошибка решения: повреждённые или чужие данные."""
+
+
+def suitable(px):
+    """Пригодность блока 2x2. px — массив (4, 3) RGB в порядке TL,TR,BL,BR."""
+    for i in range(4):
+        for j in range(i + 1, 4):
+            if px[i][0] == px[j][0] and px[i][1] == px[j][1] and px[i][2] == px[j][2]:
+                return False
+    lo = px.min(axis=0)
+    hi = px.max(axis=0)
+    return bool(((hi - lo) <= RANGE_MAX).all())
+
+
+def block_nibble(px):
+    """Номер лексикографической перестановки блока (0..23).
+
+    perm[k] = позиция k-го канонического цвета в порядке чтения блока.
+    """
+    order = sorted(
+        range(4), key=lambda i: (77 * px[i][0] + 150 * px[i][1] + 29 * px[i][2],
+                                 px[i][0], px[i][1], px[i][2])
+    )
+    perm = [0] * 4
+    for k, i in enumerate(order):  # i — позиция в порядке чтения цвета C[k]
+        perm[k] = i
+    return PERM_INDEX[tuple(perm)]
+
+
+def solve(path):
+    img = Image.open(path).convert("RGB")
+    w, h = img.size
+    arr = np.asarray(img, dtype=np.int32)
+
+    # Пригодные блоки 2x2 в порядке обхода по строкам; неполные краевые
+    # блоки игнорируются.
+    blocks = []  # (bx, by) левых верхних углов
+    nibbles = []
+    for by in range(0, h - 1, 2):
+        for bx in range(0, w - 1, 2):
+            px = arr[by:by + 2, bx:bx + 2].reshape(4, 3)
+            if suitable(px):
+                blocks.append((bx, by))
+                nibbles.append(block_nibble(px))
+
+    if len(blocks) < CALIBRATION_BLOCKS:
+        raise SolveError(
+            f"слишком мало пригодных блоков: {len(blocks)}, нужно минимум 16"
+        )
+
+    # Калибровка: первые 16 пригодных блоков обязаны давать 0..15 по порядку.
+    for i in range(CALIBRATION_BLOCKS):
+        if nibbles[i] != i:
+            raise SolveError(
+                f"калибровка нарушена: блок {i} даёт номер {nibbles[i]}, ожидался {i}"
+            )
+
+    def read_byte(idx):
+        """Байт idx конверта: старший полубайт первым."""
+        vals = []
+        for half in range(2):
+            pos = CALIBRATION_BLOCKS + 2 * idx + half
+            if pos >= len(nibbles):
+                raise SolveError("конверт усечён: не хватает пригодных блоков")
+            n = nibbles[pos]
+            if n > 15:
+                raise SolveError(
+                    f"недопустимый номер перестановки {n} (допустимы 0..15) "
+                    f"в блоке {pos}"
+                )
+            vals.append(n)
+        return (vals[0] << 4) | vals[1]
+
+    header = bytes(read_byte(i) for i in range(9))
+    if header[:4] != MAGIC:
+        raise SolveError(f"неверный magic: {header[:4]!r}, ожидался {MAGIC!r}")
+    if header[4] != VERSION:
+        raise SolveError(f"неподдерживаемая версия конверта: {header[4]}")
+    (plen,) = struct.unpack("<I", header[5:9])
+    if plen > MAX_PAYLOAD:
+        raise SolveError(
+            f"payload_length {plen} превышает лимит {MAX_PAYLOAD} байт"
+        )
+    total = 13 + plen
+    if CALIBRATION_BLOCKS + 2 * total > len(blocks):
+        raise SolveError(
+            f"конверт усечён: нужно {total} байт, "
+            f"блоков хватает на {(len(blocks) - CALIBRATION_BLOCKS) // 2}"
+        )
+
+    rest = bytes(read_byte(i) for i in range(9, total))
+    payload = rest[:plen]
+    (crc_want,) = struct.unpack("<I", rest[plen:])
+    crc_got = zlib.crc32(payload) & 0xFFFFFFFF
+    if crc_got != crc_want:
+        raise SolveError(
+            f"несовпадение crc32: вычислено {crc_got:08x}, записано {crc_want:08x}"
+        )
+    return payload
+
+
+def main(argv):
+    if len(argv) != 2:
+        print(f"usage: {argv[0]} <participant.png>", file=sys.stderr)
+        return 2
+    try:
+        payload = solve(argv[1])
+    except SolveError as exc:
+        print(f"error: {exc}", file=sys.stderr)
+        return 1
+    except Exception as exc:  # битый файл, не-PNG и т.п.
+        print(f"error: не удалось обработать файл: {exc}", file=sys.stderr)
+        return 1
+    try:
+        text = payload.decode("utf-8")
+    except UnicodeDecodeError as exc:
+        print(f"error: payload не является UTF-8: {exc}", file=sys.stderr)
+        return 1
+    flag = text.split("\n", 1)[0].strip()
+    print(flag)
+    return 0
+
+
+if __name__ == "__main__":
+    sys.exit(main(sys.argv))