KR100996710B1 - Security tag for RFID and method for driving the tag - Google Patents
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Abstract
무선 인식 보안 태그가 개시된다. 본 발명의 일 양상에 따른 무선 인식 보안 태그는, RFID(Radio Frequency Identification) 리더로부터 전송되어 안테나를 통해 수신되는 연속적인 전자파로부터 전력 성분을 추출하여 전원을 생성하는 전원 생성부; RFID 리더와의 신호 송수신을 처리하는 알에프 통신부; 태그 동작에 필요한 명령어 및 데이터를 저장하는 저장부; 태그 전지; 태그의 동작 전원으로 태그 전지와 전원 생성부 중 어느 하나를 선택하는 전원 선택부; 태그가 보안 태그로 동작해야 할 경우에 태그 전지와 전원 생성부 중 어느 하나를 선택하도록 전원 선택부를 제어하는 신호 처리부; 및 태그가 보안 태그로서의 동작을 위해 암호화를 수행하는 암호화부;를 포함한다. 이에 의해 태그의 보안 동작 및 효율적인 전원 공급이 가능하다.A radio aware security tag is disclosed. According to an aspect of the present invention, there is provided a wireless identification security tag, including: a power generation unit configured to generate a power source by extracting a power component from a continuous electromagnetic wave transmitted from a radio frequency identification (RFID) reader and received through an antenna; RF communication unit for processing the signal transmission and reception with the RFID reader; A storage unit to store instructions and data necessary for a tag operation; Tag battery; A power selector which selects one of a tag battery and a power generator as an operating power of the tag; A signal processor configured to control a power selector to select one of a tag battery and a power generator when the tag needs to operate as a security tag; And an encryption unit for the tag to perform encryption for operation as a security tag. This enables secure operation of the tag and efficient power supply.
Description
본 발명은 RFID(Radio Frequency Idnetification) 기술에 관한 것으로, 특히 무선 인식 태그에 관한 것이다.The present invention relates to RFID (Radio Frequency Idnetification) technology, and more particularly to a wireless identification tag.
본 연구는 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다.[과제관리번호: 2005-S-106-04, RFID/USN용 센서 태그 및 센서 노드 기술 개발]This research is derived from the research conducted as part of the IT growth engine project of the Ministry of Knowledge Economy and ICT. [Task management number: 2005-S-106-04, Development of sensor tag and sensor node technology for RFID / USN] ]
RFID는 무선 주파수를 이용해 상품과 사물에 내장된 정보를 근거리에서 읽어내는 기술로서, 물류/유통/조달/군사/식품/안전 등 다양한 산업 영역에서 경제적 파급 효과를 창출할 수 있는 핵심 기술로 각광받고 있을 뿐만 아니라, 유비쿼터스의 기초 기술로 활용되어 향후 인간의 생활 방식과 기존 산업 구조를 혁신적으로 변화시키는 기술로 인식되고 있다.RFID is a technology that reads information embedded in goods and objects at a short distance by using radio frequency, and has been spotlighted as a core technology that can create economic ripple effects in various industries such as logistics, distribution, procurement, military, food, and safety. In addition to being used as the basic technology of ubiquitous, it is recognized as a technology that revolutionizes the way of life and existing industrial structure in the future.
한편, RFID 무선 인터페이스 환경에서 리더와 태그 사이의 송신 정보가 인증되지 않은 리더에 의하여 유출되는 것을 방지하기 위하여, RFID 리더와 태그 간의 정보 보안을 위한 기술이 있다. 태그의 보안을 위해 태그에는 보안 기능이 추가된 다. 그런데 보안 기능이 추가된 태그 칩은 일반 태그 칩에 비하여 많은 전력을 소모한다. 따라서 리더로부터 받은 전력을 이용해 구동하는 수동형 태그에 있어서는 보안 기능에 제약을 받게 된다. 다시 말해, 암호화 장치 및 이에 따른 저장 장치를 갖춘 수동형 보안 태그는 일반적인 수동형 태그에 비해 많은 전력을 소비하므로, 일반적인 수동형 태그의 전원 공급 방식을 이용해서는 수동형 보안 태그의 보안 동작에 필요한 충분한 전력을 획득하는데 어려움이 있다.On the other hand, in order to prevent leakage of transmission information between the reader and the tag by the unauthorized reader in the RFID air interface environment, there is a technology for information security between the RFID reader and the tag. For the security of the tag, a security function is added to the tag. However, tag chip with added security function consumes more power than general tag chip. Thus, passive tags that run on power received from the reader are constrained by security features. In other words, a passive security tag with an encryption device and thus a storage device consumes more power than a conventional passive tag. Therefore, the conventional passive tag power supply method is used to obtain sufficient power for the secure operation of the passive security tag. There is difficulty.
본 발명은 이 같은 배경에서 도출된 것으로, 보안 기능이 부가된 수동형 RFID 태그의 안정적인 보안 동작을 위해 필요한 전력을 충분히 공급할 수 있는 기술적 방안을 제공함을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is derived from such a background, and an object of the present invention is to provide a technical solution capable of sufficiently supplying power required for stable security operation of a passive RFID tag with a security function.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 무선 인식 보안 태그는, RFID(Radio Frequency Identification) 리더로부터 전송되어 안테나를 통해 수신되는 연속적인 전자파로부터 전력 성분을 추출하여 전원을 생성하는 전원 생성부; RFID 리더와의 신호 송수신을 처리하는 알에프 통신부; 태그 동작에 필요한 명령어 및 데이터를 저장하는 저장부; 태그 전지; 태그의 동작 전원으로 태그 전지와 전원 생성부 중 어느 하나를 선택하는 전원 선택부; 태그가 보안 태그로 동작해야 할 경우에 태그 전지와 전원 생성부 중 어느 하나를 선택하도록 전원 선택부를 제어하는 신호 처리부; 및 태그가 보안 태그로서의 동작을 위해 암호화를 수행하는 암호화부;를 포함한다.Wireless identification security tag according to an aspect of the present invention for achieving the above technical problem, a power source for generating a power source by extracting a power component from a continuous electromagnetic wave transmitted from a radio frequency identification (RFID) reader received through an antenna Generation unit; RF communication unit for processing the signal transmission and reception with the RFID reader; A storage unit to store instructions and data necessary for a tag operation; Tag battery; A power selector which selects one of a tag battery and a power generator as an operating power of the tag; A signal processor configured to control a power selector to select one of a tag battery and a power generator when the tag needs to operate as a security tag; And an encryption unit for the tag to perform encryption for operation as a security tag.
본 발명의 일 양상에 따른 저장부는 태그가 암호화부에 의한 암호화 기능을 수행하는 보안 태그로 동작할지의 여부에 대한 파라미터를 더 저장하며, 신호 처리부는 파라미터 확인을 통해 태그가 보안 태그로 동작해야 할 경우를 판단하여 그 확인 결과에 따라 전원 선택부를 제어한다.According to an aspect of the present invention, the storage unit further stores a parameter as to whether the tag operates as a security tag that performs an encryption function by the encryption unit, and the signal processing unit should operate the tag as a security tag through parameter verification. Determine the case and control the power selector according to the check result.
본 발명의 일 양상에 따른 신호 처리부는 최초에 전원 생성부에 의해 생성된 전원에 의해 활성화되어 파라미터 확인을 통해 태그가 보안 태그로 동작해야 할 경우를 판단한다.The signal processor according to an aspect of the present invention is initially activated by the power generated by the power generator to determine when the tag should operate as a security tag through parameter verification.
본 발명의 일 양상에 따른 신호 처리부는 태그가 보안 태그로 동작해야 하는 경우 태그 전지가 태그의 동작 전원으로 이용되도록 전원 선택부를 제어한다.The signal processor according to an aspect of the present invention controls the power selector such that the tag battery is used as an operating power source of the tag when the tag needs to operate as a security tag.
본 발명의 일 양상에 따른 신호 처리부는 태그가 보안 태그로 동작해야 하는 경우 전원 생성부에 의해 생성된 전원 전압과 태그 전지의 전원 전압 중 큰 전원 전압을 갖는 전원이 태그의 동작 전원으로 이용되도록 전원 선택부를 제어한다.When the tag needs to operate as a security tag, the signal processing unit according to an aspect of the present invention provides a power source such that a power source having a larger power supply voltage generated by the power generation unit and the power source voltage of the tag battery is used as the operation power source of the tag. Control the selection.
한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상에 따른 무선 인식 보안 태그의 구동 방법은, RFID 리더로부터 선택 명령을 수신하는 단계; 선택 명령 수신에 따라 태그의 암호화 기능 수행 여부를 알리는 파라미터를 확인하는 단계; 및 확인 결과 파라미터가 암호화 수행을 지시하면, 내부의 태그 전지 혹은 RFID 리더로부터 송출되어 안테나를 통해 수신된 연속파 신호를 이용하여 생성한 전원 중 어느 하나를 태그의 동작 전원으로 선택하는 단계;를 포함한다.On the other hand, the driving method of the radio recognition security tag according to another aspect of the present invention for achieving the above technical problem, receiving a selection command from the RFID reader; Checking a parameter indicating whether an encryption function of a tag is performed according to a selection command received; And selecting a power source generated by using a continuous wave signal transmitted from an internal tag battery or an RFID reader and received through an antenna when the parameter indicates that the encryption is performed. .
보안 기능이 부가된 무선 인식 보안 태그에 있어, 안정적으로 전력을 제공하여 보안 기능을 원활하게 수행할 수 있도록 한다. 특히 자체 생성 전원과 전지를 적절히 이용함에 의해 효율적인 태그 구동을 수행하므로, 무선 인식 보안 태그의 전지 수명을 향상시키는 효과를 창출한다.Wireless security tag with security function provides stable power and smooth security function. In particular, efficient tag driving is performed by properly using a self-generated power supply and a battery, thereby creating an effect of improving battery life of the wireless recognition security tag.
전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명 되는 바람직한 실시예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.The foregoing and further aspects of the present invention will become more apparent through the preferred embodiments described with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, the present invention will be described in detail to enable those skilled in the art to easily understand and reproduce the present invention.
도 1은 일반적인 수동형 무선 인식 태그의 블록도이다.1 is a block diagram of a general passive wireless identification tag.
도시된 바와 같이, 수동형 무선 인식 태그는 전원 생성부(110), RF 통신부(120), 저장부(130), 및 신호 처리부(140)를 포함한다. 전원 생성부(110)는 RFID 리더로부터 전송되어 안테나로 수신된 연속파(continuous wave) 신호를 이용하여 전원을 생성하고, 생성된 전원을 태그에 공급하여 태그의 동작을 가능하게 한다. RF 통신부(120)는 RF 변복조기로 구성되어 RFID 리더와의 RF 신호 송수신 기능을 담당한다. 저장부(130)는 태그 동작에 필요한 명령어 및 데이터를 저장한다. 그리고 신호 처리부(140)는 저장부(130)에 저장된 명령어에 기반하여 동작하며, RF 리더의 리딩 동작에 대응하여 저장부(130)에 저장된 데이터를 신호 처리하여 RF 리더로의 전송을 위해 RF 통신부(120)로 출력한다.As illustrated, the passive wireless identification tag includes a
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 인식 보안 태그의 블록도이다.2 is a block diagram of a radio recognition security tag according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 무선 인식 보안 태그(200)는 전원 생성부(210), RF 통신부(220), 저장부(230), 태그 전지(240), 전원 선택부(250), 신호 처리부(260), 및 암호화부(270)를 포함한다. 전원 생성부(210)는 RFID 리더로부터 전송되어 안테나를 통해 수신되는 연속적인 전자파로부터 전력 성분을 추출하여 전원을 생성한다. 여기서 안테나는 인쇄된 패턴 또는 코일로써, 대략 태그의 외주연을 따라 형성된 다. RF 통신부(220)는 수신된 신호를 복조하는 복조부와 송신하는 신호를 변조하는 변조부를 포함한다. 이 RF 통신부(220)는 당해 분야에서 널리 알려진 것이므로 그 구체적인 설명은 생략한다. 저장부(230)는 예를 들면 플래시 롬과 같은 비휘발성 반도체 메모리이다. 저장부(230)는 태그 동작에 필요한 명령어 및 RFID 리더의 리딩 동작에 따라 전송할 데이터를 저장한다.As illustrated, the wireless recognition security tag 200 may include a
태그 전지(240)는 태그(200) 자체에 구비된 전지이다. 이 태그 전지(240)는 충전형이거나 소모형일 수 있다. 소모형인 경우, 태그 전지(240)가 교체 가능하도록 구현될 수 있다. 전원 선택부(250)는 신호 처리부(260)의 제어에 의해 전원 생성부(210)와 태그 전지(240) 중 어느 하나를 선택하여 태그의 동작 전원으로 이용되도록 한다. 일 실시예에 있어서, 전원 선택부(250)는 스위칭 소자로 구현될 수 있다. 전원 선택부(250)는 후술할 신호 처리부(260)의 제어에 의해 전원 생성부(210)와 태그 전지(240) 중 어느 하나를 선택한다.The tag battery 240 is a battery provided in the tag 200 itself. The tag battery 240 may be rechargeable or consumable. In the case of a consumable type, the tag battery 240 may be implemented to be replaceable. The
신호 처리부(260)는 태그의 전반적인 동작을 제어하는 구성으로, 스테이트 머신(state machine)으로 설계된 디지탈 로직의 전용 하드웨어, 예를 들면 플립플롭과 게이트 기반으로 설계된 ASIC 회로로 구현될 수 있다. 아니면 마이크로프로세서로 구현될 수도 있다. 본 발명의 일 양상에 따른 신호 처리부(260)는 태그(200)가 보안 태그로 동작해야 할지를 판단하여 그 판단 결과에 따라 전원 생성부(210)와 태그 전지(240) 중 어느 하나가 태그(200)의 동작 전원으로 이용되도록 제어한다. 암호화부(270)는 보안 태그로서의 동작을 위한 암호화 기능을 수행한다. 일 실시예에 있어서, 암호화부(270)는 신호 처리부(260)에 의해 처리되는 RFID 리더로 전송할 데이터에 암호화를 수행한다.The
한편, 본 발명의 일 양상에 따라 저장부(230)에는 태그(200)의 보안 동작 여부를 지시하는 파라미터가 저장된다. 이 파라미터는 RFID 리더에 의해 변경 가능하다. 신호 처리부(260)는 저장부(230)에 저장된 파라미터에 기반하여 태그(200)의 동작 전원으로써 전원 생성부(210)와 태그 전지(240) 중 어느 하나를 선택한다. 일 실시예에 있어서, 신호 처리부(260)는 최초에 전원 생성부(210)에 의해 생성된 전원으로 동작하여 태그(200)의 보안 동작 여부를 판단한다. 일 실시예에 있어서, 파라미터가 태그의 보안 동작을 지시하는 경우, 신호 처리부(260)는 전원 선택부(250)를 제어하여 태그 전지(240)가 동작 전원으로 선택되도록 한다. 이를 위해 전원 선택부(250)를 먼저 활성화시키는 과정이 우선됨이 바람직하다. 반대로 파라미터가 태그의 보안 동작을 지시하지 않는 경우, 신호 처리부(260)는 현재 동작 전원을 공급하는 전원 생성부(210)에 의해 생성된 전원을 태그 전반에 공급한다. 그러나 태그(200)의 보안 동작을 필요치 않으므로, 신호 처리부(260)는 전원 생성부(210)에 의해 생성된 전원이 전원 선택부(250) 및 암호화부(270)에는 공급되지 않도록 제어할 수 있다.Meanwhile, according to an aspect of the present invention, the
즉, 본 발명의 일 실시예에 따라 태그가 보안 동작할 필요가 없으면 일반적인 수동형 무선 인식 태그와 마찬가지로 RFID 리더로부터 송출된 무선 신호를 이용하여 태그에 필요한 전원을 공급하며, 태그가 보안 동작이 요구되면 자체 태그 전지를 이용하여 태그에 필요한 전원을 공급하는 것이다.That is, according to an embodiment of the present invention, if the tag does not need to operate securely, similarly to a passive passive RFID tag, power is supplied to the tag using a radio signal transmitted from an RFID reader. It uses its own tag battery to supply power for the tag.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 파라미터가 태그의 보안 동작을 지시하는 경우, 신호 처리부(260)는 전원 생성부(210)에 의해 생성된 전원 전압과 태그 전지(240)의 전원 전압을 비교하여 전원 전압의 전원을 태그의 동작 전원으로 이용되도록 전원 선택부(250)의 선택을 제어한다. 예를 들어, 전원 생성부(210)에 의해 생성된 전원 전압이 태그 전지(240)의 전원 전압보다 큰 값을 가지면, 신호 처리부(260)는 전원 선택부(250)로 하여금 태그(200)의 동작 전원으로써 전원 생성부(210)를 선택하도록 제어하는 것이다. 전원 생성부(210)에 의해 제공되는 전원은 암호화부(270)를 포함하여 태그(200) 전반의 동작 전원으로 공급된다.In another embodiment of the present invention, when the parameter indicates the security operation of the tag, the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 인식 보안 태그의 전원 선택 방법에 대한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a power selection method of a radio recognition security tag according to an embodiment of the present invention.
신호 처리부(260)는 RF 리더로부터 전송되어 안테나 및 RF 통신부(220)를 통해 수신된 선택(select) 명령어를 수신한다(단계 S310). 선택 명령어를 수신한 무선 인식 보안 태그(200)는 저장부(230)에 저장된 Sec_Param 정보를 확인하여 태그(200)의 암호화 기능 사용 여부를 판단한다(단계 S320)(단계 S330). 일 실시예에 있어서, 신호 처리부(260)의 최초 동작은 전원 생성부(210)에 의해 생성된 전원에 의한다.The
암호화 기능을 사용하지 않는 것으로 판단되면, 신호 처리부(260)는 현재 전원을 공급중인 전원 생성부(210)의 생성 전원이 태그(200)의 동작 전원으로 이용되도록 제어한다(단계 S340). 즉, 일반적인 수동형 무선 인식 태그와 동일하게 전원 공급이 이루어지도록 하는 것이다. 그리고 일반적인 수동형 무선 인식 태그와 동 일하게 동작하는 경우에는 암호화 기능은 사용하지 않으므로, 신호 처리부(260)는 암호화부(270) 및 전원 선택부(250)에는 전원이 공급되지 않도록 제어함이 바람직하다.If it is determined that the encryption function is not used, the
한편 암호화 기능을 사용하는 것으로 판단되면, 신호 처리부(260)는 전원 선택부(250)를 활성화시킨 후 태그 전지(240)의 전원이 태그(200)의 동작 전원으로 이용되도록 활성화된 전원 선택부(250)를 제어한다(단계 S350)(단계 S360). 이에 의해 전원 선택부(250)는 태그 전지(240)를 선택하게 되어, 태그 전지(240)의 전원이 태그(200)의 동작 전원으로 이용된다. 따라서 암호화부(270)를 포함한 태그 전체가 활성화되어, 태그(200)는 암호화 기능을 수행하는 보안 태그로 동작한다(단계 S370).On the other hand, if it is determined that the encryption function is used, the
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 인식 보안 태그의 전원 선택 방법에 대한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a power selection method of a wireless security tag according to another embodiment of the present invention.
신호 처리부(260)는 RF 리더로부터 전송되어 안테나 및 RF 통신부(220)를 통해 수신된 선택(select) 명령어를 수신한다(단계 S410). 선택 명령어를 수신한 무선 인식 보안 태그(200)는 저장부(230)에 저장된 Sec_Param 정보를 확인하여 태그(200)의 암호화 기능 사용 여부를 판단한다(단계 S420)(단계 S430). 일 실시예에 있어서, 신호 처리부(260)의 최초 동작은 전원 생성부(210)에 의해 생성된 전원에 의한다.The
암호화 기능을 사용하지 않는 것으로 판단되면, 신호 처리부(260)는 현재 전 원을 공급중인 전원 생성부(210)의 생성 전원이 태그(200)의 동작 전원으로 이용되도록 제어한다(단계 S440). 즉, 일반적인 수동형 무선 인식 태그와 동일하게 전원 공급이 이루어지도록 하는 것이다. 그리고 일반적인 수동형 무선 인식 태그와 동일하게 동작하는 경우에는 암호화 기능은 사용하지 않으므로, 신호 처리부(260)는 암호화부(270) 및 전원 선택부(250)에는 전원이 공급되지 않도록 제어함이 바람직하다.If it is determined that the encryption function is not used, the
한편 암호화 기능을 사용하는 것으로 판단되면, 신호 처리부(260)는 전원 선택부(250)를 활성화시킨다(단계 S450). 그리고 전원 생성부(210)에 의해 생성된 전원 전압과 태그 전지(240)의 전원 전압을 비교한다(단계 S460). 전원 생성부(210)에 의해 생성된 전원 전압이 태그 전지(240)의 전원 전압보다 크면, 신호 처리부(260)는 전원 생성부(210)의 전원이 태그(200)의 동작 전원으로 이용되도록 활성화된 전원 선택부(250)를 제어한다(단계 S470). 반대로 태그 전지(240)의 전원 전압이 전원 생성부(210)에 의해 생성된 전원 전압보다 크면, 신호 처리부(260)는 태그 전지(240)의 전원이 태그(200)의 동작 전원으로 이용되도록 활성화된 전원 선택부(250)를 제어한다(단계 S480). 이에 의해 전원 선택부(250)는 신호 처리부(260)의 제어에 따라 전원 생성부(210) 혹은 태그 전지(240)를 선택한다. 따라서 암호화부(270)를 포함한 태그 전체가 활성화되어 태그(200)는 암호화 기능을 수행하는 보안 태그로 동작한다(단계 S490).On the other hand, if it is determined that the encryption function is used, the
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far I looked at the center of the preferred embodiment for the present invention. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.
도 1은 일반적인 수동형 무선 인식 태그의 블록도.1 is a block diagram of a typical passive wireless identification tag.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 인식 보안 태그의 블록도.2 is a block diagram of a radio recognition security tag in accordance with an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 인식 보안 태그의 전원 선택 방법에 대한 흐름도.3 is a flowchart illustrating a power selection method of a wireless security tag according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 인식 보안 태그의 전원 선택 방법에 대한 흐름도.4 is a flowchart illustrating a power selection method of a radio recognition security tag according to another embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
210 : 전원 생성부 220 : RF 통신부210: power generator 220: RF communication unit
230 : 저장부 240 : 태그 전지230: storage unit 240: tag battery
250 : 전원 선택부 260 : 신호 처리부250: power selection unit 260: signal processing unit
270 : 암호화부270: encryption unit
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