DE102013202716A1 - Method for activating software-based function in electronic control unit of motor car, involves transferring data to control unit, and accessing control unit by address stored at provider-side and uniquely assigned to control unit - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Freischalten mindestens einer softwarebasierten Funktion in mindestens einer elektronischen Steuereinheit eines Kraftfahrzeugs.The present invention relates to a method and a device for enabling at least one software-based function in at least one electronic control unit of a motor vehicle.
Stand der TechnikState of the art
Wenn ein Fahrzeughalter in seinem Kraftfahrzeug bislang weitere Funktionalitäten eines oder mehrerer Steuereinheiten wünschte, so gab bzw. gibt es hierfür verschiedene, jedoch nicht unbedingt zufriedenstellende, Möglichkeiten. Zum Einen kann sich der Fahrzeughalter natürlich ein neues Kraftfahrzeug kaufen. Ferner gibt es, je nach Steuereinheit und gewünschter Zusatzfunktionalität, ggf. die Möglichkeit, das Kraftfahrzeug mit spezieller Hardware und/oder Software nachzurüsten. Für eine Zusatzfunktionalität kann es auch gegeben sein, dass die Hardware im Kraftfahrzeug bereits integriert ist und bislang für andere Funktionen verwendet wurde. Dabei ist es möglich, dass das für die gewünschte zusätzliche Funktionalität relevante elektronische Steuergerät nicht mit geeigneter Software aufgerüstet werden kann, sondern stattdessen vollständig ersetzt werden muss. Alternativ dazu gibt es ggf. auch die Möglichkeit, dass das relevante elektronische Steuergerät durch eine spezifische Nachprogrammierung in der Software aufgerüstet werden kann, wobei eine derartige Nachprogrammierung stets von einer Fachwerkstatt durchzuführen ist. Ferner ist es denkbar, dass das für die gewünschte Funktionalität relevante Steuergerät bereits die für die Funktionalität erforderliche Software enthält, jedoch diese nicht freigeschaltet ist. Diese Software konnte bislang in der Regel auch nur durch eine Fachwerkstatt nachträglich freigeschaltet werden.If a vehicle owner in his motor vehicle so far desired additional functionalities of one or more control units, there were or are various possibilities for this, but not necessarily satisfactory ones. On the one hand, of course, the vehicle owner can buy a new motor vehicle. Furthermore, depending on the control unit and the desired additional functionality, there is possibly the possibility of retrofitting the motor vehicle with special hardware and / or software. For additional functionality, it may also be the case that the hardware is already integrated in the motor vehicle and has hitherto been used for other functions. It is possible that the relevant for the desired additional functionality electronic control unit can not be upgraded with appropriate software, but instead has to be completely replaced. Alternatively, there is possibly also the possibility that the relevant electronic control unit can be upgraded by a specific reprogramming in the software, such a reprogramming is always carried out by a specialist workshop. Furthermore, it is conceivable that the relevant for the desired functionality control unit already contains the software required for the functionality, but this is not enabled. So far, this software could usually only be subsequently activated by a specialist workshop.
Bei dem derzeitigen Stand der Technik muss ein Kunde zumeist mit einer Fachwerkstatt klären, wie eine Nachrüstung durch Freischaltung einer softwarebasierten Funktionalität erfolgen kann, falls dies von dem jeweiligen Hersteller des Kraftfahrzeugs überhaupt zugelassen wird. In the current state of the art, a customer must usually clarify with a specialist workshop, as a retrofit can be done by unlocking a software-based functionality, if this is permitted by the manufacturer of the motor vehicle at all.
Ein Verfahren zum Freischalten von mindestens einer Funktion in mindestens einem elektronischen Steuergerät eines Kraftfahrzeugs ist in der Druckschrift
Ein Verfahren zum Ändern einer softwarebasierten Fahrzeugfunktion eines Kraftfahrzeugs ist in der Druckschrift
Ein Verfahren zur Bereitstellung eines Softwaremoduls für eine Kraftfahrzeugsteuereinheit ist in der Druckschrift
Die Druckschrift
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vor dem Hintergrund des Stands der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzusehen, die es ermöglichen, eine softwarebasierte Funktion in mindestens einer elektronischen Steuereinheit eines Kraftfahrzeugs freizuschalten, wobei die Freischaltung möglichst einfach, sicher und autorisiert erfolgen soll.Against the background of the prior art, it is an object of the present invention to provide a method and a device which make it possible to unlock a software-based function in at least one electronic control unit of a motor vehicle, wherein the activation should be as simple, secure and authorized as possible.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Patentanspruch 9 bereitgestellt.To achieve this object, a method having the features of
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Freischalten mindestens einer softwarebasierten Funktion in mindestens einer elektronischen Steuereinheit eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt, bei dem der Steuereinheit eine eindeutige Adresse zugeordnet wird, über welche die Steuereinheit ansprechbar ist und Daten zur Aktivierung der softwarebasierten Funktion über eine Online-Verbindung seitens eines anbieterseitigen Servers auf die Steuereinheit übertragen werden, wobei die Steuereinheit über die der Steuereinheit eindeutig zugeordnete und auf dem anbieterseitigen Server abgelegte Adresse angesprochen wird.According to the invention, a method is provided for enabling at least one software-based function in at least one electronic control unit of a motor vehicle, in which the control unit is assigned a unique address via which the control unit can be addressed and data for activating the software-based function via an online connection on the part of a provider Servers are transmitted to the control unit, wherein the control unit is addressed via the control unit uniquely assigned and stored on the server side address.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann ein Fahrzeughalter bspw. von zuhause aus an einem PC eine Zusatzfunktionalität auswählen und durch einen Antrag auf Freischaltung diese Zusatzfunktionalität direkt bspw. vom Fahrzeughersteller oder von einem anderen vom Fahrzeughersteller autorisierten Anbieter in seinem Kraftfahrzeug freischalten lassen. Der Fahrzeughalter kann dann umgehend nach Bestätigung der Freischaltung die Zusatzfunktionalität in seinem Kraftfahrzeug nutzen, in der Regel nach einem Neustart des Kraftfahrzeugs.By means of the method according to the invention, a vehicle owner, for example, can select an additional functionality from a home PC and by a request for activation of this additional functionality directly eg. By the vehicle manufacturer or by another authorized by the vehicle manufacturer provider in his car unlock. The vehicle owner can then immediately after confirmation of the activation use the additional functionality in his vehicle, usually after a restart of the motor vehicle.
In einer möglichen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Mehrzahl von Steuereinheiten oder jede elektronische Steuereinheit des Kraftfahrzeugs mit einer jeweils eindeutigen Kennung, d. h. einer eindeutigen Adresse ausgestattet werden, worüber die jeweilige Steuereinheit dann ansprechbar ist.In a possible embodiment of the method according to the invention, a plurality of control units or each electronic control unit of the motor vehicle with a respective unique identifier, d. H. a unique address to be equipped, about which the respective control unit is then addressed.
Gemäß einer möglichen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der mindestens einen Steuereinheit eine IP-Adresse eindeutig zugeordnet.According to one possible embodiment of the method according to the invention, the at least one control unit is assigned an IP address unambiguously.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der mindestens einen Steuereinheit eine eindeutige Adresse in einem kraftfahrzeuginternen Netzwerk zugeordnet, die über eine IP-Adresse des Kraftfahrzeugs selbst und über ein sogenanntes NAT (Network Address Translation)-Protokoll eindeutig adressierbar ist. Das bedeutet, dass es möglich ist, jeder Fahrzeugelektronik eine eindeutige Kennung zuzuweisen, vorzugsweise eine eigene IP-Adresse oder eine eindeutige Adresse in einem Kfz-internen Netzwerk, welche über eine IP-Adresse des Kraftfahrzeugs sowie eine über NAT zugeordnete interne Adresse eindeutig adressierbar ist.According to a further embodiment of the method according to the invention, the at least one control unit is assigned a unique address in a motor vehicle-internal network which can be uniquely addressed via an IP address of the motor vehicle itself and via a so-called NAT (Network Address Translation) protocol. This means that it is possible to assign each vehicle electronics a unique identifier, preferably a separate IP address or a unique address in a car-internal network, which is uniquely addressable via an IP address of the motor vehicle and an internal address assigned via NAT ,
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Daten verschlüsselt übertragen. Die Verschlüsselung wird dabei in der Regel mit Hilfe eines asymmetrischen Kryptosystems realisiert. Dabei ist es denkbar, dass der Steuereinheit ein privater Schlüssel und einem entsprechenden Anbieter ebenfalls ein privater Schlüssel zugeordnet wird. Mit jedem privaten Schlüssel ist ein entsprechender öffentlicher Schlüssel verknüpft. Vor Auslieferung des Kraftfahrzeugs werden in dem Steuergerät bzw. der Steuereinheit sowohl der private Schlüssel der Steuereinheit als auch der mit dem privaten Schlüssel des Anbieters verknüpfte öffentliche Schlüssel des Anbieters so hinterlegt, dass folgende Funktionalität ermöglicht wird: Eine Daten-Übertragung (Daten, Befehle, usw) vom Anbieter an die Steuereinheit erfolgt mit der Signatur des Anbieters und wird vom Anbieter mit dem öffentlichen Schlüssel der Steuereinheit verschlüsselt. Damit ist gewährleistet, dass aufgrund der Signatur nur Übertragungen, welche vom autorisierten Anbieter kommen, von der Steuereinheit akzeptiert werden, sowie dass die übertragenen Daten (Daten, Befehle) nicht verfälscht werden können. Desweiteren wird damit gewährleistet, dass die übertragenen Daten (Daten, Befehle) nur von der Steuereinheit entschlüsselt und damit eingesehen und verwendet werden können. Alternativ dazu ist es jedoch auch möglich, dass jede Fahrzeugelektronik bzw. jedes elektronische Steuergerät einen persönlichen Schlüssel des Kraftfahrzeugs bzw. der Kraftfahrzeugelektronik oder von Teilen davon als eigenen persönlichen Schlüssel benutzt. Ebenso kann auch eine Übertragung von verschlüsselten Daten (Daten, Befehle) mit der Signatur der Steuereinheit an den Anbieter erfolgen, welche nur dieser entschlüsseln kann und ebenso verifizieren kann, dass nur die relevante Steuereinheit diese Daten (Daten, Befehle) gesendet hat.According to a further embodiment of the method according to the invention, the data is transmitted in encrypted form. The encryption is usually realized with the help of an asymmetric cryptosystem. It is conceivable that the control unit a private key and a corresponding provider is also assigned a private key. Each private key has a corresponding public key associated with it. Before the motor vehicle is delivered, both the private key of the control unit and the public key of the provider linked to the private key of the provider are stored in the control unit or control unit in such a way that the following functionality is made possible: a data transmission (data, commands, etc) from the provider to the control unit with the signature of the provider and is encrypted by the provider with the public key of the control unit. This ensures that due to the signature only transmissions that come from the authorized provider, are accepted by the control unit, and that the transmitted data (data, commands) can not be corrupted. Furthermore, this ensures that the transmitted data (data, commands) can only be decrypted by the control unit and thus viewed and used. Alternatively, however, it is also possible that each vehicle electronics or each electronic control unit uses a personal key of the motor vehicle or the automotive electronics or parts thereof as their own personal key. Likewise, a transmission of encrypted data (data, commands) with the signature of the control unit to the provider can be done, which only this can decrypt and also verify that only the relevant control unit has sent this data (data, commands).
Die vorgenannte asymmetrische Verschlüsselung wird dabei in der Regel nicht für den gesamten Datenstrom verwendet, sondern vielmehr dazu, einen symmetrischen Schlüssel zu vereinbaren, welcher dann eine Übertragung mit höherer Effizienz bzw. Sicherheit ermöglicht.The aforementioned asymmetric encryption is usually not used for the entire data stream, but rather to agree a symmetric key, which then allows a transmission with higher efficiency or security.
Die Online-Verbindung zwischen der mindestens einen Steuereinheit und einem entsprechenden Anbieter, wie bspw. einem Kfz-Hersteller oder einer von diesem beauftragten Stelle, soll nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens so geschützt sein, dass die übermittelten Daten nicht unbefugt abgehört oder verändert werden können, was bspw. durch eine VPN(Virtual Private Network)-Tunnelung über das Internet ermöglicht wird. Dabei werden die zu übertragenden Daten in ein spezifisches VPN-Protokoll gepackt, um eine abhör- und manipulationssichere Übertragung bzw. Verbindung zu ermöglichen.The online connection between the at least one control unit and a corresponding provider, such as a motor vehicle manufacturer or a body commissioned by this, should be protected according to a further embodiment of the method according to the invention so that the transmitted data is not intercepted or changed without authorization can, for example, through a VPN (Virtual Private Network) tunneling over the Internet is made possible. In this case, the data to be transmitted are packed into a specific VPN protocol in order to enable a tap-proof and tamper-proof transmission or connection.
Durch Verschlüsselung der Daten ist sichergestellt, dass nur die spezifische mindestens eine Steuereinheit in dem relevanten Kraftfahrzeug die Freischaltung nutzen kann und keinen unbefugten Stellen eine derartige Maßnahme ermöglicht wird. Dies wird auch als Tuningschutz bezeichnet. Eine zusätzliche Signierung der Daten ermöglicht es, dass die Steuereinheit nur von dem anbieterseitigen Server signierte Daten akzeptiert.By encrypting the data, it is ensured that only the specific at least one control unit in the relevant motor vehicle can use the activation and no unauthorized places such a measure is made possible. This is also called tuning protection. Additional signing of the data allows the control unit to accept only data signed by the provider-side server.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann bspw. ein Fahrzeughersteller über das Internet/Web direkt auf ein relevantes Steuergerät bzw. auf die relevante Fahrzeugelektronik zugreifen und hierüber direkt eine Freischaltung durchführen.By means of the method according to the invention, for example, a vehicle manufacturer can directly access a relevant control unit or the relevant vehicle electronics via the Internet / web and directly perform an activation thereof.
Die Begriffe "Steuergerät" und "Steuereinheit" werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung synonym verwendet.The terms "controller" and "control unit" are used synonymously in the context of the present invention.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es auch denkbar, dass die mindestens eine Steuereinheit eine spezifische Zusatzfunktion in der Regel in einem Speicherbereich der Steuereinheit umfasst, über welche auch nach Auslieferung des Kraftfahrzeugs noch ein Zugriff mit spezifizierter Autorisierung möglich ist. Das bedeutet, dass eine derartige Autorisierung genau definiert und festgelegt und entsprechend in der Steuereinheit hinterlegt sein muss.According to a further embodiment of the method according to the invention, it is also conceivable that the at least one control unit usually has a specific additional function in one Memory area of the control unit comprises, over which even after delivery of the motor vehicle still access with specified authorization is possible. This means that such an authorization must be precisely defined and defined and stored accordingly in the control unit.
Als Daten können eine modifizierte Software und/oder ein Befehl zur Aktivierung der softwarebasierten Funktion übertragen werden, wodurch die Funktion auf der Steuereinheit freigeschaltet werden kann.As data, a modified software and / or a command for activating the software-based function can be transmitted, whereby the function can be enabled on the control unit.
Ferner ist es gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens denkbar, dass eine autorisierte Stelle, wie bspw. der entsprechende Kraftfahrzeughersteller, über die Online-Verbindung zusätzlich einen Betriebszustand der mindestens einen Steuereinheit überprüfen kann.Furthermore, according to a further embodiment of the method according to the invention, it is conceivable that an authorized body, such as, for example, the corresponding motor vehicle manufacturer, can additionally check an operating state of the at least one control unit via the online connection.
Dabei ist es denkbar, dass der Kraftfahrzeughersteller oder eine von dem Kraftfahrzeughersteller autorisierte Stelle jederzeit Überprüfungen der Steuereinheit durchführen kann und damit ggf. unautorisierte Veränderungen in der Steuereinheit feststellen kann. Dabei kann es sich bspw. um eine Überprüfung handeln, welche Funktionalitäten der Steuereinheit aktuell aktiv sind. Ferner kann überprüft werden, welche Werte in Tabellen oder Kennfeldern abgelegt oder aktiv sind.In this case, it is conceivable that the motor vehicle manufacturer or a body authorized by the motor vehicle manufacturer can carry out inspections of the control unit at any time and thus determine any unauthorized changes in the control unit. This may, for example, be a check as to which functionalities of the control unit are currently active. It can also be checked which values are stored or active in tables or maps.
Ferner können Überprüfungen vorgenommen werden, um qualitätsrelevante Aussagen zu einem Status des Kraftfahrzeugs bzw. der Steuereinheit zentral erfassen zu können. Dabei kann überprüft werden, welche Diagnosewerte aktuell abgelegt sind. Ferner kann abgefragt werden, wie hoch die Betriebsdauer ist, welche Umweltbedingungen erfasst wurden und welcher Art bisher aufgetretene Fehlerzustände sind.Furthermore, checks can be made in order to be able to centrally record quality-relevant statements regarding a status of the motor vehicle or the control unit. It can be checked which diagnostic values are currently stored. Furthermore, it is possible to query how long the operating time is, which environmental conditions have been detected and which type of fault conditions have occurred so far.
Ferner ist es denkbar, dass der Hersteller jederzeit das jeweilige Kraftfahrzeug bzw. die Steuereinheit mit festgelegten Abläufen in einen Zustand bringen kann, in welchem das Kraftfahrzeug nicht mehr "normal" gefahren werden kann. Beispielsweise ist es denkbar, dass bei Diebstahl des Kraftfahrzeugs nach Abstellen des Fahrzeugs kein erneuter Start mehr möglich ist oder das Kraftfahrzeug bei Leerlauf oder Geschwindigkeit von nahezu Null einen entsprechenden Motor automatisch abstellt.Furthermore, it is conceivable that the manufacturer can at any time bring the respective motor vehicle or the control unit with defined sequences into a state in which the motor vehicle can no longer be operated "normally". For example, it is conceivable that in the case of theft of the motor vehicle after stopping the vehicle no renewed start is possible or the motor vehicle automatically shuts off a corresponding motor at idle or speed of almost zero.
Ferner ist es denkbar, dass über ein geeignetes Endgerät, wie bspw. ein Mobiltelefon, ein PDA etc., dessen Zugriffsrechte in dem jeweiligen mindestens einen Steuergerät vorher abgelegt wurden, Befehle oder Abfragen an die Steuereinheit bspw. als eine zentrale Steuereinheit im Kraftfahrzeug übertragen werden können, welche wahlweise eine der nachfolgenden Möglichkeiten bieten:
- – Abfrage einer aktuellen Standortposition des Kraftfahrzeugs.
- – Abfrage von Zuständen des Kraftfahrzeugs, wie bspw. Zustand einer Verriegelung des Kraftfahrzeugs, Zustand einer Diebstahlsicherungsfunktion des Kraftfahrzeugs, Zustand von Fenstern des Kraftfahrzeugs.
- – Befehle zur Änderung von Zuständen des Kraftfahrzeugs, wie bspw. Zustand der Verriegelung des Kraftfahrzeugs, Zustand der Fenster (voll geschlossen) und Einschalten einer Standheizung oder einer Klimaanlage des Kraftfahrzeugs.
- – Auftrag an das Kraftfahrzeug, an eine vorgebbare Position zu kommen, für den Fall, dass das Kraftfahrzeug selbstständig navigieren kann.
- – Auftrag an das Kraftfahrzeug, eine vorgebbare Funktion einer (Strom)-Aufladung umzusetzen, bspw. eine Aufladung so zu steuern, dass diese bis zu einem bestimmten Zeitpunkt beendet ist.
- - Query a current location position of the motor vehicle.
- Interrogation of states of the motor vehicle, such as. State of a lock of the motor vehicle, state of an anti-theft function of the motor vehicle, state of windows of the motor vehicle.
- - Commands for changing states of the motor vehicle, such as. State of locking the motor vehicle, state of the windows (fully closed) and switching on a heater or an air conditioner of the motor vehicle.
- - Order to the motor vehicle to come to a predeterminable position, in the event that the motor vehicle can navigate independently.
- - Order to the motor vehicle to implement a predefinable function of a (power) charge, eg. To control a charge so that it is completed by a certain date.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Freischalten mindestens einer softwarebasierten Funktion in mindestens einer elektronischen Steuereinheit eines Kraftfahrzeugs, wobei die Vorrichtung eine Einrichtung umfasst, die dazu konfiguriert ist, Daten zur Aktivierung der softwarebasierten Funktion über eine Online-Verbindung seitens eines anbieterseitigen Servers auf die Steuereinheit herunterzuladen, wobei die Steuereinheit über eine der Steuereinheit eindeutig zugeordnete und auf dem anbieterseitigen Server abgelegte Adresse ansprechbar ist.The present invention further relates to a device for activating at least one software-based function in at least one electronic control unit of a motor vehicle, the device comprising a device which is configured to activate data for activating the software-based function via an online connection on the part of a provider-side server Download the control unit, wherein the control unit via a control unit uniquely associated and stored on the provider server address is addressable.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere dazu geeignet, ein erfindungsgemäßes Verfahren, wie voranstehend beschrieben, auszuführen.The device according to the invention is particularly suitable for carrying out a method according to the invention as described above.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen schematisch beschrieben.The invention is illustrated schematically by means of embodiments in the drawings and is described below schematically with reference to the drawings.
Die Herstellung einer Online-Verbindung ist dadurch möglich, dass der Steuereinheit
Ferner ist vorgesehen, dass die Daten vom anbieterseitigen Server
Ebenso kann auch eine Übertragung von verschlüsselten Daten (Daten, Befehle) mit der Signatur der Steuereinheit an den Anbieter erfolgen, welcher nur dieser entschlüsseln kann und ebenso verifizieren kann, dass nur die relevante Steuereinheit diese Daten (Daten, Befehle) gesendet hat.Likewise, a transmission of encrypted data (data, commands) with the signature of the control unit to the provider can be made, which only this can decrypt and also verify that only the relevant control unit has sent this data (data, commands).
Für beide Übertragungsrichtungen wird die vorgenannte asymmetrische Verschlüsselung dabei in der Regel nicht für den gesamten Datenstrom verwendet, sondern vielmehr dazu, einen symmetrischen Schlüssel zu vereinbaren, welcher dann eine Übertragung mit höherer Effizienz bzw. Sicherheit ermöglicht.For both directions of transmission, the aforementioned asymmetric encryption is usually not used for the entire data stream, but rather to agree on a symmetric key, which then enables a transmission with higher efficiency or security.
In einer spezifischen Ausgestaltung kann unabhängig von den bisher beschriebenen Ausführungsvarianten die Kommunikation zwischen Server
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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