JP2003512784A - ビデオ信号認証システム - Google Patents

ビデオ信号認証システム

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Abstract

(57)【要約】 ビデオ信号認証システムは、ビデオ信号の選択された部分を利用して、対応したビデオ信号の部分に付帯して送信される認証コードを生成する。ビデオ信号は、好ましくは、圧縮形式の信号であり、同期用コードを含む。同期用コード間のデータは、好ましくは、ビデオ信号の不連続部分として使用される。各不連続部分は、認証コードを生成するため、選択的に知られている鍵と、ハッシュ・ベースの認証コード生成法と共に利用される。各ビデオ部分は、好ましくは、固有の認証コードを有する。認証コードは、ビデオ信号の部分に添付され、第１の場所から第２の場所へ送信される。第２の場所で、同じ認証コード生成法が受信されたビデオの部分に関して実行され、受信した認証コードが生成される。送信された認証コードは、次に、受信した認証コードと比較され、ビデオ信号の送信された部分の真正性を確認する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 ［発明の背景］ ・発明の分野 本発明は、ビデオ信号の部分を選択し、受信場所で照合するため選択された部
分と共に送信される認証コードを生成することにより、送信されたビデオ信号を
認証するシステムに関する。
【０００２】 ・関連技術の説明 ビデオ信号の伝送は、多数の目的のため広汎に使用される。ある種の状況下で
は、通信のチャネルは厳重に管理され、受信信号が送信信号と正確に一致してい
ることが合理的に推定される。しかし、殆どではないとしても多くの状況下では
、通信チャネルは厳重に管理されていない。したがって、相互に通信する両当事
者は、受信信号が期待される発信元からの信号であり、伝送中に改竄されていな
いことを保証するため、受信信号を認証する必要がある。理想的には、認証法は
、受信信号が適当な発信元からの信号であること（すなわち、真正性）と、発信
者によって送信された内容（すなわち、信号の完全性）を照合する。
【０００３】 伝送中に信号を認証する多数の方式が提案されている。暗号化アルゴリズムは
、リモート・キーレス・エントリー・システムやビデオシステムなどの多様な分
野で利用されている。ビデオシステム認証法の一例は、米国特許第5,499,294号
明細書に記載されている。このシステムの場合、デジタルカメラプロセッサは、
プロセッサに埋め込まれた秘密鍵を備えている。秘密鍵に対応する公開鍵を有す
るデジタルカメラは、プロセッサから情報を受信し、公知の方式を使用して、受
信信号が適当な発信元からの信号であるかどうかを判定することができる。
【０００４】 現在までに提案されているシステムに対する一つの制約は、大量のビデオデー
タを効率的に取り扱うことができない点である。別の制約は、多数の提案では、
耐タンパー性の効果が十分に得られる安全なシステムを実現できない点である。
そのため、多数のビデオデータを効率的に取り扱い、かつ、十分に安全な結果物
が得られるシステムが要求される。本発明は、一方の場所から別の場所へ送信さ
れたビデオ信号を認証する独特の解決法を提供することにより、上記の要求を満
たすことを目的とする。
【０００５】 ［発明の概要］ 本発明は、第１の場所から第２の場所へ送信されたビデオ信号を認証するため
に役立つ。本発明に従って設計されたシステムは、ビデオ信号の部分を識別し、
各部分に対し認証コードを付与し、この認証コードは、受信場所で認証目的のた
め使用される。
【０００６】 本発明に従って設計された、第１の場所から第２の場所へ送信されたビデオ信
号中のデータを確実に認証するシステムは、幾つかの部品を含む。セレクタモジ
ュールは、ビデオ信号の少なくとも一つの部分を選択する。認証コード生成モジ
ュールは、鍵を選択された部分に添付し、鍵が添付された部分を用いて認証コー
ドを生成する。送信部は、認証コードをビデオ信号の選択された部分に添付し、
認証コードを含む添付された部分を第１の場所から送信する。
【０００７】 最も好ましい実施例によれば、セレクタモジュールは、ビデオ信号中の同期用
コードの位置を見つけ、隣接した同期用コードの間のデータを選択された部分と
して選ぶことにより、ビデオ信号の部分を識別する。好ましくは、ビデオ信号全
体が処理され、ビデオ信号が第１の場所から第２の場所へ送信されるとき、隣接
した同期用コードの間の複数の部分毎に、固有の認証コードが付帯させられる。
第２の場所で、第２のセレクタモジュールは、送信された信号の各部分を識別す
る。復号モジュールは、第１の場所で使用された鍵と同じ鍵を、選択された部分
に添付し、鍵が添付された部分を使用して第２の認証コードを生成する。認証モ
ジュールは、第２の認証コードが、送信されたビデオ信号の部分と共に送られた
認証コードと一致するかどうかを判定することにより、第２の場所でビデオ信号
を認証する。
【０００８】 本発明による方法は、幾つかの基本的な手順を含む。第一に、ビデオ信号の部
分が選択される。好ましくは、ビデオ信号の部分は、ビデオ信号に付帯した同期
用コードの間のデータとして選択される。鍵が少なくとも一つの選択された部分
に添付される。認証コードは、鍵を添付された選択された部分を使用して生成さ
れる。次に、認証コードが選択された部分に添付され、認証コード及び選択され
た部分が共に第１の場所から第２の場所へ送信される。第２の場所では、第１の
場所で使用された鍵と同じ鍵を使用して関連した第２の認証コードを生成するた
め、受信された信号の部分が利用される。第２の認証コードは、送信された信号
の真正性を確認するため、第１の場所から受信された認証コードと比較される。
【０００９】 本発明に従って設計された、第１の場所から第２の場所へ送信されたビデオ信
号の真正性を保証するコンピュータで実行可能な複数の命令を含むコンピュータ
読取可能な記録媒体は、幾つかの基本的な命令を含む。第１の命令は、コンピュ
ータにビデオ信号の部分を選択させる。第２の命令は、コンピュータに鍵を選択
された部分へ添付させる。第３の命令は、コンピュータに鍵が添付された選択さ
れた部分を使用して認証コードを生成させる。第４の命令は、ビデオ信号と認証
コードの両方が第１の場所から第２の場所へ送信されるように、コンピュータに
認証コードをビデオ信号の選択された部分へ添付させる。
【００１０】 本発明の様々な特徴及び利点は、現時点での好ましい実施例の詳細な説明に基
づいて当業者に理解されるであろう。
【００１１】 ［好ましい実施例の詳細な説明］ 図１は、第１の場所から第２の場所へビデオ信号を通信するシステム２０を概
略的に示す図である。送信機２２は、通信リンク２４を介してビデオ信号を第２
の場所へ送信する。通信リンク２４は、光ファイバー、伝送線、インターネット
、衛星リンク、或いは、ビデオ信号を伝送するため好適なその他の通信媒体など
により実現される。第１の場所において、送信機２２は、ビデオデータ処理モジ
ュール３０及び認証コード生成モジュール３２から情報（すなわち、ビデオデー
タ）が供給される。ビデオデータ処理モジュール３０は、好ましくは、圧縮形式
のビデオデータを処理する。ビデオデータ処理モジュール３０は、好ましくは、
本発明の認証法と共に使用されるビデオ信号の少なくとも一つの部分を識別する
。より好ましくは、ビデオ信号の各部分は、伝送情報全体の真正性が確認できる
ように本発明に従って認証される。
【００１２】 認証コード生成モジュール３２は、好ましくは、ビデオデータの選択された部
分を取得し、認証コードを生成するため予め選択された鍵を使用して、以下で詳
述する認証コード生成法を取得された部分に適用する。復号モジュール３４は、
好ましくは、認証コード生成モジュール３２で使用された鍵と同じ鍵と、ビデオ
信号の選択された部分とを利用し、第２の認証コードを生成する。第２の認証コ
ードは、ビデオ信号の受信された部分の真正性及び完全性を確認するため、送信
機２２によって送信された認証コードと比較される。ビデオデータ処理モジュー
ル３６は、好ましくは、必要に応じて（すなわち、受信された信号を表示するた
め、或いは、受信された信号をメモリに記憶するため）、ビデオ信号中の認証さ
れた部分だけを利用する。
【００１３】 個々のモジュール又は部分は図１に概略的に示されているが、本発明に従って
設計されたシステムは、必ずしも同数の独立した部品を具備しなくてもよいこと
に注意する必要がある。各部によって実行される機能は、たとえば、１台のコン
ピュータに統合してもよい。同様に、図１に概略的に示されているモジュール又
は部分よりも多数の独立した部品又は装置を利用しても構わない。また、送信機
２２及び受信機２６は別々に設けられているが、送信機と受信機はトランシーバ
ーによって置き換えることが可能であり、これにより、第１の場所と第２の場所
の各場所で、双方向通信を実現できるようになる。
【００１４】 図２は、本発明による方法を説明するフローチャート４０である。ステップ４
２において、ビデオ信号の少なくとも一部分が選択される。次に、ステップ４４
において、鍵が選択された部分（選択部分）に添付される。鍵は、好ましくは、
秘密鍵であり、送信機２２と受信機２６で共有される。次に、ステップ４６にお
いて、認証コードが、鍵を添付された選択部分を使用して生成される。得られた
認証コードは、ビデオ信号を送信する前に、ステップ４８において、ビデオ信号
の選択部分に添付される。
【００１５】 図３は、圧縮ビデオ信号ストリーム５０を概略的に示す図である。圧縮ビデオ
信号は、データの複数のビット、たとえば、ビット５２及びビット５４を含む。
ビデオデータのストリームに沿って特定の間隔で、同期用マーカー、すなわち、
同期用コードが通常の形式で設けられる。図３には、同期用コード５６、５８及
び６０が概略的に示されている。同期用コードは、従来技術において、再同期マ
ーカー、再同期用コード、スライスコード、スライスマーカー、或いは、その他
の名称でも知られている。本願明細書では、このような標識を表すために一般的
に「同期用コード」という名称を利用する。同期用コードは、ビデオ伝送システ
ムにおいてよく知られた目的のため利用されているので、本願明細書ではこれ以
上の説明を加えない。
【００１６】 本発明によれば、隣接した同期用コード間のデータを識別し、そのデータを、
認証されるビデオ信号の部分として選択する。
【００１７】 たとえば、同期用コード５６、５８及び６０は、ビデオ信号情報のストリーム
に沿って間隔を空けて設けられる。ビデオ信号の第１の部分６２は、同期用コー
ド５６と５８の間にある。ビデオ信号の第２の部分６４は、隣接した同期用コー
ド５８と６０の間にある。好ましい実施例において、ビデオ信号のあらゆる部分
が、好ましくは、識別され、以下に説明する認証法の適用を受ける。或いは、必
ずしも全ての部分を認証目的のため使用しなくても構わない。本発明による方法
は、ビデオ信号の全ての部分が、好ましくは、本発明の認証法と共に利用される
場合でも十分に有効である。
【００１８】 図４は、図２に示されたステップ４４及び４６について説明するより詳細なフ
ローチャート７０である。好ましい構成によれば、第１の場所及び第２の場所で
わかっている秘密鍵値が予め選択される。予め選択された秘密鍵値は、選択され
た関数を使用して、第１の鍵及び第２の鍵を生成するため使用される。
【００１９】 一例として、第１の鍵及び第２の鍵を生成する関数は、６４バイトの文字列を
作成するため、鍵値として識別されたデータの文字列に十分な数の零を付加する
。６４バイトの文字列は、好ましくは、次に、ipadとして知られているデータ文
字列と排他的論理和（すなわち、ＸＯＲ）演算される。一実施例において、ipad
は、ブロックを埋めるため繰り返されるバイト０ｘ５Cと一致する。排他的論理
和演算関数の結果として第１の鍵が得られる。
【００２０】 一実施例において、第２の鍵は、同じ６４バイト文字列（すなわち、零が付加
された鍵値）を使用し、６４バイト文字列をopadとして知られているデータ文字
列と排他的論理和（すなわち、ＸＯＲ）演算することにより生成される。一実施
例において、opadは、ブロックを埋めるため繰り返されるバイト０ｘ３６である
。好ましくは、ビット形式の排他的論理和演算関数の結果として、第１の鍵と同
一の第２の鍵が得られ、第２の鍵は、好ましくは、第１の場所及び第２の場所で
獲得されるので、第１の鍵及び第２の鍵は、夫々の場所で同一である。
【００２１】 第１の鍵及び第２の鍵が予め選択された鍵値から獲得された後、ビデオ信号の
選択部分に、好ましくは、以下の手続が適用される。
【００２２】 ステップ７６において、第１の鍵がビデオ信号の選択部分に付加される。ステ
ップ７８で、中間認証コードを生成するため、ハッシュ・ベースの認証コード生
成関数が第１の鍵を付加された選択部分に対して実行される。ハッシュ・ベース
の認証コード生成関数は、従来技術において公知であり、当業者は、本発明によ
って得られる結果を達成するため、ハッシュ・ベースの関数の中から一つの関数
を選択し、或いは、関数を設計することができる。
【００２３】 次に、ステップ８０において、第２の鍵が中間認証コードに付加され、認証コ
ードが生成され、この認証コードは、ビデオ信号の選択部分へ付加され、送信機
２２によって送信される。中間認証コードを生成するためハッシュ関数の２段階
で適用し、次に、送信される認証コードを生成するため中間認証コードを利用す
ることにより、本発明は、非常に安全性の高い認証法を実現する。圧縮ビデオ信
号がユーザー・データ・フィールドを有するMPEGフォーマットである状況下では
、認証コードは、好ましくは、送信前にユーザー・データ・フィールドに収容さ
れる。
【００２４】 同期用コード間のビデオデータを利用することにより、本発明は、大量の圧縮
ビデオデータを処理する非常に効率的な方法を実現し、そのデータを認証する安
全な認証法を提供する。同期用コード間のビデオデータの部分を選択することに
より、本発明は、計算的に実施可能な態様でビデオデータを処理する方法を提供
する。この方法によれば、認証コードの生成と関連した「オーバーヘッド」が非
常に大きい場合であっても、信号の伝送の速度又は性能との折り合いをつけるこ
とができる。さらに、ビデオデータの選択部分を識別することにより、送信され
た信号の一部に含まれるエラーが信号の他の部分から分離されるので、エラーを
含む部分だけを拒否すればよい。
【００２５】 受信場所で、第１の場所で生成された第１の鍵及び第２の鍵と同じものを生成
するため、同じ鍵値が使用される。第１の鍵は、受信されたビデオ信号の部分に
付加され、ハッシュ・ベースの関数が第１の鍵を付加された部分に対し適用され
る。これにより、受信側の中間認証コードが生成される。次に、第２の鍵が受信
側の中間認証コードに付加され、受信側の認証コードが生成される。受信側の認
証コードは、ビデオ信号の部分と共に送信された認証コードと比較される。両方
の認証コードが一致する場合、ビデオ信号の部分は真正であることが判明する。
【００２６】 以上の記述は、例示的な説明であって、本質的に本発明を制限するものではな
い。上記実施例に対する変更及び変形が本発明の精神を逸脱することなく、かつ
、本発明に基礎を置くことは、当業者に理解されよう。本発明に与えられる法的
保護範囲は、請求項に記載された事項を精査することによって決定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に従って設計されたシステムの略構成図である。
【図２】 本発明による方法を説明するフローチャートである。
【図３】 圧縮ビデオ信号ストリームの概略的な説明図である。
【図４】 図２に示されたフローチャートの一部を詳細に説明するフローチャートである
。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C064 CB01 5J104 AA08 EA15 NA02 NA12

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１の場所から第２の場所へ送信されたビデオ信号中のデー
    タの真正性を保証する方法であって、 ビデオ信号の少なくとも一つの部分を選択部分として選択する手順Ａと、 選択部分に鍵を添付する手順Ｂと、 鍵を添付された選択部分を用いて認証コードを生成する手順Ｃと、 ビデオ信号を第２の場所へ送信する前に、ビデオ信号の選択部分に認証コード
    を添付する手順Ｄと、 を有する方法。
  2. 【請求項２】 手順Ａは、ビデオ信号中の同期用コードを識別し、隣接した
    同期用コード間のビデオ信号の部分を選択する、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 同期用コードの系列の間にビデオ信号の複数の部分が含まれ
    、 ビデオ信号の複数の部分の中の各部分に対し、手順Ａ、手順Ｂ、手順Ｃ、及び
    、手順Ｄを行なう手順を更に有する、 請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 ビデオ信号は、隣接したスライスコードの組の間に複数の部
    分を含み、 手順Ａは、隣接したスライスコードの間のビデオ信号の部分を識別する、 請求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】 基本鍵値を選択する手順と、 基本鍵値と選択された鍵生成関数とを用いて、第１の鍵及び第２の鍵を生成す
    る手順と、 を有する請求項１記載の方法。
  6. 【請求項６】 手順Ｂと手順Ｃは、 ビデオ信号の選択部分に第１の鍵を添付し、 第１の鍵を添付されたビデオ信号の選択部分を用いて第１の認証コードを生成
    し、 第１の認証コードに第２の鍵を添付し、 手順Ｄがビデオ信号の選択部分に添付する認証コードとして使用するため、第
    ２の鍵を添付された第１の認証コードを用いて第２の認証コードを生成する、 請求項５記載の方法。
  7. 【請求項７】 手順Ｃは、ハッシュ・ベースの認証コード生成関数を使用す
    る、請求項１記載の方法。
  8. 【請求項８】 送信された信号を第２の場所で受信する手順と、 受信信号認証コードを生成するため、受信した信号について手順Ａ、手順Ｂ及
    び手順Ｃを実行する手順と、 受信信号認証コードが第１の場所で生成された認証コードと一致するかどうか
    を判定する手順と、 を更に有する請求項１記載の方法。
  9. 【請求項９】 第１の場所における手順Ｂと手順Ｃは、 基本鍵値を予め選択し、基本鍵値及び予め選択された鍵生成関数とを用いて、
    第１の鍵を生成し、 ビデオ信号の選択部分に第１の鍵を添付し、 第１の鍵が添付された選択部分を用いて第１の認証コードを生成し、 第１の認証コードに第２の鍵を添付し、 手順Ｄがビデオ信号の選択部分に添付する認証コードとして使用できるように
    、第２の鍵が添付された第１の認証コードを用いて第２の認証コードを生成する
    、 請求項８記載の方法。
  10. 【請求項１０】 予め選択された基本鍵値及び予め選択された鍵生成関数を
    用いて、第１の鍵及び第２の鍵を生成し、 受信したビデオ信号の選択部分に第１の鍵を添付し、 第１の鍵が添付された選択部分を用いて第１の受信認証コードを生成し、 第１の受信認証コードに第１の鍵を添付し、 第１の鍵を添付された第１の受信認証コードを用いて、第２の受信認証コード
    を生成する、 ことにより第２の場所で手順Ｂと手順Ｃを実行する、請求項９記載の方法。
  11. 【請求項１１】 第２の受信認証コードが第２の認証コードと一致するかど
    うかを判定することにより、受信した信号中のビデオデータの真正性を確認する
    、請求項１０記載の方法。
  12. 【請求項１２】 圧縮ビデオ信号を用いて手順Ａ、手順Ｂ、手順Ｃ及び手順
    Ｄを実行する、請求項１記載の方法。
  13. 【請求項１３】 圧縮ビデオ信号は、ユーザー・データ・フィールドを有す
    るＭＰＥＧ信号であり、 手順Ｄは、認証コードをユーザー・データ・フィールドに収容する、 請求項１２記載の方法。
  14. 【請求項１４】 第１の場所から第２の場所へ送信されたビデオ信号中のデ
    ーの真正性を保証するシステムであって、 ビデオ信号の少なくとも一つの部分を選択部分として選択するセレクタモジュ
    ールと、 選択部分に鍵を添付し、鍵が添付された選択部分を用いて認証コードを生成す
    る認証コード生成モジュールと、 ビデオ信号の選択部分に認証コードを添付し、認証コードを含む添付された選
    択部分を第１の場所から送信する送信部と、 を有するシステム。
  15. 【請求項１５】 認証コード生成モジュールは、 第１の鍵及び第２の鍵を生成するため既知の鍵値を使用し、 選択部分に第１の鍵を添付し、 第１の鍵が添付された選択部分を用いて中間認証コードを生成し、 中間認証コードに第２の鍵を添付し、 第２の鍵を添付された中間印象コードを用いて認証コードを生成する、 請求項１４記載のシステム。
  16. 【請求項１６】 第２の場所で、送信された信号の部分を選択部分として選
    択する第２のセレクタモジュールと、 選択部分に鍵を添付し、鍵を添付された選択部分を用いて第２の認証コードを
    生成する復号モジュールと、 第２の場所で、第２の認証コードが第１の認証コードと一致するかどうかを判
    定することにより、ビデオ信号を認証する認証モジュールと、 を更に有する請求項１４記載のシステム。
  17. 【請求項１７】 復号モジュールは、第１の鍵及び第２の鍵を生成するため
    既知の鍵値を使用し、 復号モジュールは、 受信した選択部分に第１の鍵を添付し、 第１の鍵が添付された選択部分を用いて中間認証コードを生成し、 中間認証コードに第２の鍵を添付し、 第２の鍵が添付された中間認証コードを用いて第２の認証コードを生成する、
    請求項１６記載のシステム。
  18. 【請求項１８】 セレクタモジュールは、隣接した同期用コードの間にある
    ビデオ信号の部分を識別する、請求項１４記載のシステム。
  19. 【請求項１９】 セレクタモジュールは、隣接したスライスコードの間にあ
    るビデオ信号の部分を識別する、請求項１４記載のシステム。
  20. 【請求項２０】 認証コード生成モジュールは、認証コードを生成するため
    、ハッシュ・ベースの関数を使用する、請求項１４記載のシステム。
  21. 【請求項２１】 ビデオ信号は、ユーザー・データ・フィールドを含むＭＰ
    ＥＧフォーマットを有する圧縮信号であり、 送信部は、信号を送信する前に、認証コードをユーザー・データ・フィールド
    に収容する、 請求項１４記載のシステム。
  22. 【請求項２２】 ビデオ信号の少なくとも一つの部分を選択部分として選択
    する第１の命令と、 選択部分に鍵を添付する第２の命令と、 鍵が添付された選択部分を用いて認証コードを生成する第３の命令と、 ビデオ信号の選択部分に認証コードを添付する第４の命令と、 を含み、第１の場所から第２の場所へ送信されたビデオ信号の真正性を保証する
    処理手順をコンピュータに実現させるためのコンピュータで実行可能な複数の命
    令を記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
  23. 【請求項２３】 各命令は、複数のプログラミングコードの行により構成さ
    れる、請求項２２記載のコンピュータ読取可能な記録媒体。
  24. 【請求項２４】 第２の命令と第３の命令は、 基本鍵値を予め選択し、基本鍵値及び予め選択された鍵生成関数を用いて第１
    の鍵及び第２の鍵を生成する命令と、 ビデオ信号の選択部分に第１の鍵を添付する命令と、 第１の鍵が添付されたビデオ信号の選択部分を用いて第１の認証コードを生成
    する命令と、 第１の認証コードに第２の鍵を添付する命令と、 第４の命令がビデオ信号の選択部分に添付する認証コードとして使用できるよ
    うに、第２の鍵が添付された第１の認証コードを用いて第２の認証コードを生成
    する命令と、 により構成される、請求項２２記載のコンピュータ読取可能な記録媒体。
  25. 【請求項２５】 第３の命令は、ビデオ信号の選択部分を利用するハッシュ
    ・ベースの認証コード生成関数を含む、請求項２２記載のコンピュータ読取可能
    な記録媒体。
  26. 【請求項２６】 第１の命令は、隣接した同期用コードの間にあるビデオ信
    号の少なくとも一つの部分を識別する命令を含む、請求項２２記載のコンピュー
    タ読取可能な記録媒体。
  27. 【請求項２７】 第１の命令は、隣接したスライスコードの間にあるビデオ
    信号の少なくとも一つの部分を識別する命令を含む、請求項２２記載のコンピュ
    ータ読取可能な記録媒体。
  28. 【請求項２８】 ビデオ信号は、ユーザー・データ・フィールドを含むＭＰ
    ＥＧフォーマットを有する圧縮信号であり、 第4の命令は、認証コードをユーザー・データ・フィールドに収容する命令を
    含む、 請求項２２記載のコンピュータ読取可能な記録媒体。
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