sha256Shader.js

const sha256Shader = /*WGSL*/`

struct SHA256_CTX {
    data : array<u32, 64>,
    datalen : u32,
    bitlen : array<u32, 2>,
    state : array<u32, 8>,
    info : u32,
  };

  @group(0) @binding(0) var<storage, read> input : array<u32>;
  @group(0) @binding(1) var<storage, read> inputSize : array<u32>;
  @group(0) @binding(2) var<storage, read_write> result : array<u32>;

  const SHA256_BLOCK_SIZE = 32;

  const k = array<u32, 64> (
    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
  );

  fn ROTLEFT(a : u32, b : u32) -> u32{return (((a) << (b)) | ((a) >> (32-(b))));}
  fn ROTRIGHT(a : u32, b : u32) -> u32{return (((a) >> (b)) | ((a) << (32-(b))));}

  fn CH(x : u32, y : u32, z : u32) -> u32{return (((x) & (y)) ^ (~(x) & (z)));}
  fn MAJ(x : u32, y : u32, z : u32) -> u32{return (((x) & (y)) ^ ((x) & (z)) ^ ((y) & (z)));}
  fn EP0(x : u32) -> u32{return (ROTRIGHT(x,2) ^ ROTRIGHT(x,13) ^ ROTRIGHT(x,22));}
  fn EP1(x : u32) -> u32{return (ROTRIGHT(x,6) ^ ROTRIGHT(x,11) ^ ROTRIGHT(x,25));}
  fn SIG0(x : u32) -> u32{return (ROTRIGHT(x,7) ^ ROTRIGHT(x,18) ^ ((x) >> 3));}
  fn SIG1(x : u32) -> u32{return (ROTRIGHT(x,17) ^ ROTRIGHT(x,19) ^ ((x) >> 10));}

  fn sha256_transform(ctx : ptr<function, SHA256_CTX>)
  {
    var a : u32;
    var b : u32;
    var c : u32;
    var d : u32;
    var e : u32;
    var f : u32;
    var g : u32;
    var h : u32;
    var i : u32 = 0;
    var j : u32 = 0;
    var t1 : u32;
    var t2 : u32;
    var m : array<u32, 64> ;


    while(i < 16) {
      m[i] = ((*ctx).data[j] << 24) | ((*ctx).data[j + 1] << 16) | ((*ctx).data[j + 2] << 8) | ((*ctx).data[j + 3]);
      i++;
      j += 4;
    }            

    while(i < 64) {
          m[i] = SIG1(m[i - 2]) + m[i - 7] + SIG0(m[i - 15]) + m[i - 16];
      i++;
    }

    a = (*ctx).state[0];
    b = (*ctx).state[1];
    c = (*ctx).state[2];
    d = (*ctx).state[3];
    e = (*ctx).state[4];
    f = (*ctx).state[5];
    g = (*ctx).state[6];
    h = (*ctx).state[7];

    i = 0;
    for (; i < 64; i++) {
      t1 = h + EP1(e) + CH(e,f,g) + k[i] + m[i];
      t2 = EP0(a) + MAJ(a,b,c);
      h = g;
      g = f;
      f = e;
      e = d + t1;
      d = c;
      c = b;
      b = a;
      a = t1 + t2;
    }


    (*ctx).state[0] += a;
    (*ctx).state[1] += b;
    (*ctx).state[2] += c;
    (*ctx).state[3] += d;
    (*ctx).state[4] += e;
    (*ctx).state[5] += f;
    (*ctx).state[6] += g;
    (*ctx).state[7] += h;
  }


  fn sha256_update(ctx : ptr<function, SHA256_CTX>, len : u32)
  {
    for (var i :u32 = 0; i < len; i++) {
      (*ctx).data[(*ctx).datalen] = input[i];
      (*ctx).datalen++;
      if ((*ctx).datalen == 64) {
        sha256_transform(ctx);
        
        if ((*ctx).bitlen[0] > 0xffffffff - (512)){
          (*ctx).bitlen[1]++;
        }
        (*ctx).bitlen[0] += 512;


        (*ctx).datalen = 0;
      }
    }
  }

  fn sha256_final(ctx : ptr<function, SHA256_CTX>, hash:  ptr<function, array<u32, SHA256_BLOCK_SIZE>>  )
  {
    var i : u32 = (*ctx).datalen;

    if ((*ctx).datalen < 56) {
      (*ctx).data[i] = 0x80;
        i++;
      while (i < 56){
        (*ctx).data[i] = 0x00;
        i++;
      }
    }
    else {
      (*ctx).data[i] = 0x80;
      i++;
      while (i < 64){
        (*ctx).data[i] = 0x00;
        i++;
      }
      sha256_transform(ctx);
      for (var i = 0; i < 56 ; i++) {
        (*ctx).data[i] = 0;
      }
    }
  
    if ((*ctx).bitlen[0] > 0xffffffff - (*ctx).datalen * 8) {
      (*ctx).bitlen[1]++;
    }
    (*ctx).bitlen[0] += (*ctx).datalen * 8;


    (*ctx).data[63] = (*ctx).bitlen[0];
    (*ctx).data[62] = (*ctx).bitlen[0] >> 8;
    (*ctx).data[61] = (*ctx).bitlen[0] >> 16;
    (*ctx).data[60] = (*ctx).bitlen[0] >> 24;
    (*ctx).data[59] = (*ctx).bitlen[1];
    (*ctx).data[58] = (*ctx).bitlen[1] >> 8;
    (*ctx).data[57] = (*ctx).bitlen[1] >> 16;
    (*ctx).data[56] = (*ctx).bitlen[1] >> 24;
    sha256_transform(ctx);
  
    for (i = 0; i < 4; i++) {
      (*hash)[i] = ((*ctx).state[0] >> (24 - i * 8)) & 0x000000ff;
      (*hash)[i + 4] = ((*ctx).state[1] >> (24 - i * 8)) & 0x000000ff;
      (*hash)[i + 8] = ((*ctx).state[2] >> (24 - i * 8)) & 0x000000ff;
      (*hash)[i + 12] = ((*ctx).state[3] >> (24 - i * 8)) & 0x000000ff;
      (*hash)[i + 16] = ((*ctx).state[4] >> (24 - i * 8)) & 0x000000ff;
      (*hash)[i + 20] = ((*ctx).state[5] >> (24 - i * 8)) & 0x000000ff;
      (*hash)[i + 24] = ((*ctx).state[6] >> (24 - i * 8)) & 0x000000ff;
      (*hash)[i + 28] = ((*ctx).state[7] >> (24 - i * 8)) & 0x000000ff;
    }
  }

  @compute @workgroup_size(1, 1)
  fn main(@builtin(global_invocation_id) global_id : vec3<u32>) {
    var ctx : SHA256_CTX;
    var buf : array<u32, SHA256_BLOCK_SIZE>;

    // CTX INIT
    ctx.datalen = 0;
    ctx.bitlen[0] = 0;
    ctx.bitlen[1] = 0;
    ctx.state[0] = 0x6a09e667;
    ctx.state[1] = 0xbb67ae85;
    ctx.state[2] = 0x3c6ef372;
    ctx.state[3] = 0xa54ff53a;
    ctx.state[4] = 0x510e527f;
    ctx.state[5] = 0x9b05688c;
    ctx.state[6] = 0x1f83d9ab;
    ctx.state[7] = 0x5be0cd19;

    sha256_update(&ctx, inputSize[0]);
    sha256_final(&ctx, &buf);

    for (var i=0; i < 32; i++) {
      result[i] = buf[i];
    }
  }
`