KR20100046428A - 유료 채널 제공을 위한 암호키 획득 방법 및 장치 - Google Patents

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최영진
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Abstract

본 발명은 휴대 방송 서비스에서 이동 단말이 스마트프로파일 방식으로 암호화 되어 전달되는 유료 채널을 복호하기 위해 암호키를 획득하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 임의의 유료 채널을 구입하고, 암호키의 유효성을 판단하는데 이용되는 최저 TS(Time Stamp)값 TSlow 및 최대 TS값 TShigh를 전달 받아 유효 TS 범위를TSlow≤ TS ≤ TShigh 로 저장하고, 상기 임의의 유료 채널에 대한 시청 요구가 발생하면, 가장 최근에 수신한 STKM(Short Term Key Message)에서 TS 값을 추출하고, 상기 추출한 TS 값이 상기 유효 TS 범위에 포함되면, 상기 STKM에 포함된 암호키가 유효한 것으로 판단하여, 상기 STKM에서 암호키를 추출하여 획득한다.
유료 채널, 유효 TS 범위, TEK

Description

유료 채널 제공을 위한 암호키 획득 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ACQUIRING ENCRYPTION KEY FOR PROVIDING PREMIUM CHANNEL}
본 발명은 휴대 방송 시스템의 유료 채널 서비스에 관한 것으로, 특히 이동 단말이 수신한 유료 채널을 사용자에게 제공하기 위해 암호키를 획득하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
이동통신 시장은 기존 기술들의 재조합 또는 통합을 통해 새로운 서비스의 생산을 지속적으로 요구받고 있으며, 오늘날 통신 및 방송 기술의 발달로 인해 종래의 방송 시스템 혹은 이동 통신 시스템에서 핸드폰, PDA(Personal Digital Assistant)의 등 휴대 단말기(이하, "이동 단말")를 통해 방송 서비스를 제공하는 단계에 있다. 그리고 이동 단말로 방송 서비스를 제공하는 휴대 방송 서비스에 대한 상용화와 표준화가 활발하게 진행되고 있다.
예를 들어, 이탈리아에서는 DVB-H CBMS(Digital Video Broadcast - Handheld Convergence of Broadcast and Mobile Services) 규격을 바탕으로 하는 상용 서비스가 이미 진행 중이며, 베트남에서는 노키아 주도의 OAI(Open Air Interface) 표준 규격을 바탕으로 상용 서비스를 제공하고 있다. 이와 더불어, S/T-DMB(S/T Digital multimedia Broadcasting), MediaFlo, DVB-SH(DVB-Satellite services to Handheld) 및 OMA-BCAST(Open Mobile Alliance Mobile Broadcast) 등 다양한 휴대 방송 서비스 관련 표준 규격이 존재하고 있다.
휴대 방송 서비스는 특정 또는 불특정 다수의 이동 단말을 대상으로 하는 광범위한 텔레비전 방송 서비스를 제공한다. 휴대 방송 서비스는 기존의 방송 서비스에 이동성(mobility) 개념이 추가된 것으로, 텔레비전 방송 이외에도 웹 방송, 게임, 소프트웨어 유통 등 사용자들이 편리하게 이용할 수 있는 유용한 부가 가치 서비스를 제공한다. 또한 다양한 서비스 콘텐츠 중 일부는 해당 서비스 콘텐츠를 유료로 구입한 사용자에게만 제공하는 유료 서비스를 제공한다.
OMB-BCAST 표준에는 유료 서비스와 관련하여 휴대 방송 콘텐츠를 보호하기 위한 SCP(Service and Content Protection) 기술에 대해서도 정의하고 있다. OMA-BCAST SCP 기술은 특정 방송 콘텐츠에 대해서 허가된 사용자만이 콘텐츠 사용이 가능하도록 특정 키(Key)를 사용하여 방송 콘텐츠를 암호화시키는 기술이다.
OMA-BCAST SCP는 암호키 관리 방식에 따라서 두 가지 프로파일로 나뉘어 진다. 첫 번째 프로파일은 OMA-DRM(Digital Right Management) 표준 방식을 사용하는 DRM 프로파일이고, 두 번째 프로파일은 이동통신 단말기에 장착되는 스마트카드(Smartcard)에 포함된 키 관리 표준 방식을 이용하는 스마트카드 프로파일이다.
스마트카드 프로파일 방식을 이용하는 경우, 방송 제공 서버는 유료 채널을 구매한 사용자만 해당 채널을 시청할 수 있게 하기 위하여, 유료 채널에 대한 방송 스트림을 TEK(Traffic Encryption Key)로 암호화하여 브로드캐스팅한다. 그리 고 방송 제공 서버는 암호화된 방송 스트림과 함께, 스트림을 복호(description)하는데 필요한 암호키를 포함한 STKM(Short Term Key Message)을 브로드캐스팅 한다.
상기 STKM의 구조를 도1a 및 도1b에 나타내었다. 도1a를 참조하여, STKM은 common HDR 필드(100), TEK 값이 저장되는 EXT(extension) 필드(110), TS(Time Stamp)값이 저장되는 TS 필드(120), KEMAC 필드(130)를 포함한다. 그리고 도1b를 참조하여, EXT(extension) 필드(110)는 키 도메인 ID 필드(101)와, MSK ID와 TEK ID를 포함하는 키 타입 ID 필드(102, 103)를 포함한다.
상기와 같이 구성되는 STKM을 수신한 이동 단말 중 적절한 절차를 통해 유료 채널을 구매한 이동 단말만이 수신된 STKM으로부터 TEK를 추출할 수 있게 하기 위해, TS(Time Stamp) 값을 이용한다.
즉, 유료 채널을 구입하면 이동 단말은 유효한 TS 값의 범위, 즉, 유효 TS 범위를 유료 채널 제공자로부터 획득하여 저장하게 된다. 상기 유효 TS 범위의 최저값을 TSlow, 최고값을 TShigh라고 했을 때, 이동 단말에 저장되는 유효 TS 범위는 TSlow < TS ≤ TShigh 가 된다.
이후 이동 단말이 유료 채널을 선택하게 되면, 실시간으로 수신된 STKM에서 TS 값을 추출한다. 그리고 자신이 저장한 유효 TS 범위와 추출한 TS 값을 비교하여, 유효 TS 범위에 추출한 TS 값이 속하는 경우에만 STKM에서 TEK를 추출한다. 만약, 추출한 TS 값이 유효 TS 범위에 속하지 않거나, 유효 TS 범위를 저장하고 있지 않다면, 이동 단말은 STKM을 수신한다 하여도 TEK를 획득할 수 없다.
한편, TEK는 보안성을 높이기 위하여 일정한 주기마다 변경된다. 이러한 일예를 도2에 도시하였다. 도2를 참조하면, 유료 채널에 대응하는 암호화된 스트림(200)이 전송되는 동안 키 스트림(210)을 통해 전송되는 TEK는 정해진 암호 사용 기간(crypto period) 마다 TEK_ID(1), TEK_ID(2), TEK_ID(3), TEK_ID(4)로 변경되는 것을 알 수 있다.
STKM은 상기와 같이 주기적으로 변경되는 TEK를 포함하지만, TEK의 변경 주기보다 짧은 주기로 브로드캐스팅된다. 그리고 STKM의 TS 값은 전송시마다 증가하는 것이 일반적이지만, STKM이 이전에 전송된 STKM과 동일한 TEK를 전송하는 경우에는 STKM에 포함되는 TS 값이 증가하지 않을 수도 있다. 그런데 이동 단말은 사용자가 유료 채널을 선택함에 따라, STKM에서 유료 채널에 대한 암호키를 정상적으로 획득하게 되면, 자신이 저장하고 있는 ST 유효 범위의 최저값 TSlow를 STKM에서 추출한 TS 값으로 변경하게 된다.
이 때문에, 이동 단말이 동일한 암호 사용 기간 내에 유료 채널을 두 번 선택하게 된다면, 동일한 암호 사용 기간이 만료되기 전까지는 TEK를 획득하지 못하는 경우가 발생한다.
이런 경우의 예를 도3에 도시하였다. 도3의 예에서 유료 채널을 구입한 이동 단말이 저장한 유효 TS 범위의 초기 값은 TSlow = 0, TShigh = 100으로 가정한다. 도3을 참조하여, 이동 단말이 TEK_ID(1)이 유효한 TEK로 유지되는, 첫 번째 암호 사용 기간 중 시점 a에 유료 채널을 선택하면, 이동 단말은 가장 최근에 수신한 STKM에서 TS 값으로 TS(1)을 추출한다. TS(1)는 TS 값이 "1"이라는 의미이다. 추출된 TS 값은 유효 TS 범위 TSlow = 0 < TS = 1 ≤ TShigh = 100을 만족하게 되고, 이에 따라, 이동 단말은 STKM에서 TEK를 추출할 수 있게 된다. 그리고 이동 단말은 TSlow 를 1로 변경하여, 유효 TS 범위를 조정한다.
이후, 시점 b에서 사용자 선택에 따라 유료 채널을 다시 선택하게 되면, 예를 들어, 다른 채널로 잽핑(zapping)했다가 다시 유료 채널을 선택한다거나, 유료 채널 시청을 종료했다가 다시 유료 채널을 시청하려는 경우, TEK_ID(1)이 여전히 유효하기 때문에, STKM에 포함된 TS 값 또한 TS(1)이다. 하지만, 유효 TS 범위는 TSlow = 1 < TS ≤ TShigh = 100이기 때문에, 추출된 TS 값은 유효 TS 범위에 포함되지 않는다. 이에 따라, 이동 단말은 STKM에서 TEK를 추출할 수 없다.
이런 경우 정상적으로 유료채널을 구매 하였음에도 불구하고, 상기 첫 번째 암호 사용 기간 동안은 동일한 TS로 수신되는 STKM은 유효하지 않은 것으로 판단되어 해당 구간에서는 채널을 시청할 수 없게 된다.
상기한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 정상적인 구매 절차를 통하여 특정 유료채널을 구매한 경우 해당 구매가 만료되는 경우만을 제외하고 구매된 유료 채널을 사용자가 언제나 시청할 수 있는 방법 및 장지를 제공한다.
그리고 본 발명은 정상적으로 암호키를 획득할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.
또한 본 발명은 임의의 유료 채널을 구입하고, 암호키의 유효성을 판단하는데 이용되는 최저 TS(Time Stamp)값 TSlow 및 최대 TS값 TShigh를 전달 받아 TSlow ≤ TS ≤ TShigh 와 같은 유효 TS 범위를 저장하는 과정과, 상기 임의의 유료 채널에 대 한 시청 요구가 발생하면, 가장 최근에 수신한 STKM(Short Term Key Message)에서 TS 값을 추출하는 과정과, 상기 추출한 TS 값이 상기 유효 TS 범위에 포함되면, 상기 STKM에 포함된 암호키가 유효한 것으로 판단하여, 상기 STKM에서 암호키를 추출하여 획득하는 과정을 포함한다.
그리고 본 발명은 이동 단말 장치가 임의의 유료 채널을 구입하고, 암호키의 유효성을 판단하는데 이용되는 최저 TS(Time Stamp)값 TSlow 및 최대 TS값 TShigh를 전달 받아 스마트카드로 전달하고, 상기 임의의 유료 채널에 대한 시청 요구가 발생하면, 가장 최근에 수신한 STKM(Short Term Key Message)에서 TS 값을 추출하여 상기 스마트가드로 전달하고, 상기 스마트카드로부터 유효 통지를 전달받으면 상기 STKM에서 암호키를 추출하여 획득하는 단말과, 상기 최저 TS값 TSlow과 상기 최대 TS값 TShigh를 이용해 TSlow ≤ TS ≤ TShigh 와 같은 유효 TS 범위를 저장하고, 상기 전달받은 TS 값이 상기 유효 TS 범위에 포함되면, 상기 STKM에 포함된 암호키가 유효한 것으로 판단하여, 상기 유효 통지를 상기 단말로 전달하는 상기 스마트카드를 포함한다.
본 발명은 적법한 구매 절차를 통하여 특정 유료채널을 구매한 경우, 해당 구매가 만료되는 경우만을 제외하고 언제라도 암호키를 정상적으로 획득할 수 있고, 구매된 유료 채널을 사용자가 언제나 시청할 수 있게 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
먼저 본 발명이 적용되는 휴대 방송 시스템을 도4를 참조하여 설명한다. 도4를 참조하여, 휴대 방송 시스템은 통신망(30), 방송망(40), 이동 단말(10), 방송 제공 서버(20)를 포함한다.
통신망(30)은 유선 통신 서비스, 이동 통신 서비스 및 휴대 방송 서비스에 따른 방송 서비스를 제공하고, 방송망(40)은 휴대 방송 서비스에 따른 방송 서비스를 제공한다.
방송 제공 서버(20)는 다양한 방송 콘텐츠와 방송 안내 정보를 휴대 방송 서비스 규격에 따라 이동 단말들(10)로 통신망(30)과 방송망(40)을 통해 제공한다. 그리고 방송 제공 서버(20)는 이동 단말(10)이 통신망(30)을 통해 임의의 유료 채널에 대한 구매를 요청하고, 과금 등 유료 채널 구입에 대한 절차가 정상적으로 이루어지면, 이동 단말(10)로 최저 TS 값과 최대 TS 값을 전달한다.
이동 단말(10)은 핸드폰, PDA(Personal Digital Assistant)의 등 휴대 단말기가 될 수 있으며, 통신망(30)과 방송망(40)으로부터 휴대 방송 서비스를 제공받 아 실행하여 사용자에게 제공하고, 이동 통신 등의 통신 서비스를 수행한다. 그리고 이동 단말(10)은 본 발명의 실시예에 따라 유료 채널을 구매할 수 있으며, 유료 채널 구매시 방송 제공 서버(20)로부터 전달되는 최저 TS 값과 초대 TS 값을 이용해 유효 TS 범위를 저장한다.
이동 단말(10)은 스마트카드 프로파일 방식을 지원하는 단말이며, 이에 따라, 스마트카드를 구비하며, 방송 제공 서버(20)로부터 수신한 유효 TS 범위는 스마트카드에 저장된다. 그리고 본 발명에 따라 유효 TS의 범위는 다음 수학식 1과 같이 저장된다.
TSlow ≤ TS ≤ TShigh
단, TSlow : 최저 TS 값, TShigh : 최대 TS 값, TS :STKM에서 추출한 TS 값
이동 단말(10)은 유료 채널 시청 요구가 있으면, 가장 최근에 수신한 STKM에서 ST 값을 추출하고, 추출된 ST가 상기 유효 TS 범위를 만족하는지 확인하여, 만족하면 상기 STKM을 유효하다고 판단한다. 판단 결과에 따라 STKM에서 TEK를 추출하여 유료 채널을 복호한 후 디코딩하여 사용자에게 제공한다. 그리고 TSlow값을 STKM에서 추출한 TS 값으로 변경한다.
이러한 이동 단말(10)의 본 발명에 따른 동작 과정을 도5를 참조하여 설명한다. 도5는 본 발명의 일 실시예에 따라 이동 단말(10)의 동작 과정을 나타낸 도면이다. 이동 단말(10)은 스마트카드(320)와 단말(terminal)(310)로 구성되며, 스마 트카드(320)가 장착된 단말(310)을 이동 단말(10)이라 한다. 단말(310)은 미도시 하였지만, 단말(310)이 전반적인 동작을 제어하고, 스마트카드(320)를 액세스하는 제어부, 단말의 기능과 관련된 프로그램 데이터 및 수신 데이터등이 저장되고, 제어부의 워킹 메모리로 사용되는 메모리부, 방송 및 각 종 데이터가 디스플레이되는 표시부, 키입력부, 무선 통신부, 방송 수신부 등을 포함한다.
이동 단말(10)이 유료 채널을 구입하게 되면, 방송 제공 서버(20)로부터 유료 채널 복호에 필요한 정보인 TSlow와 TShigh를 전달받는다(401단계). 단말(310)은 상기 TSlow와 TShigh를 스마트카드(320)로 전달하고(403단계), 스마트카드(320)는 전달받은 TSlow와 TShigh를 이용해 수학식 1과 같은 유효 TS 범위를 저장한다(403단계).
이후, 사용자로부터 유료 채널에 대한 시청 요구가 있으면, 단말(310)은 유료 채널을 선택하고(407단계), 가장 최근에 수신한 STKM에서 TS 값을 추출한다(409단계). 그리고 단말(310)은 추출한 TS 값을 스마트카드(320)로 전달한다(411단계).
스마트카드(320)는 전달 받은 TS 값이 유효 TS 범위에 속하는지 판단하여(413단계), 속한다면 상기 가장 최근에 수신한 STKM에 포함된 TEK가 유효한 것으로 판단한다. 그리고 TSlow를 상기 409단계에서 추출한 TS 값으로 변경하고(417단계), 단말(310)로 TEK가 유효함을 통지한다(419단계).
만약, 상기 전달 받은 TS 값이 유효 TS 범위에 속하지 않는다면, STKM에 포함된 TEK가 유효하지 않은 것으로 판단하고, TEK획득은 실패하게 된다(415단계).
단말(310)은 스마트카드(320)로부터 TEK가 유효함을 통지받으면, 상기 409단 계에서의 STKM에서 TEK를 획득하여(421단계), 유료 채널 스트림을 사용자에게 제공할 수 있게 된다(423단계).
본 발명은 상기한 바와 같이 TEK를 획득함에 따라, 동일한 암호 사용 기간 동안 유료 채널을 두 번 이상 선택하는 경우에도 화면 끊어짐 없이 유료 채널의 방송을 사용자에게 제공할 수 있다.
이러한 일예를 도6에 도시하였다. 도6의 예에서 유료 채널을 구입한 이동 단말이 저장한 유효 TS 범위의 초기 값은 TSlow = 0, TShigh = 100으로 가정한다. 도6을 참조하여, 이동 단말이 TEK_ID(1)이 유효한 TEK로 유지되는, 첫 번째 암호 사용 기간 중 시점 a에 유료 채널을 선택하면, 이동 단말은 가장 최근에 수신한 STKM에서 TS 값으로 TS(1)을 추출한다. TS(1)는 TS 값이 "1"이라는 의미이다. 추출된 TS 값은 유효 TS 범위 TSlow = 0 ≤ TS = 1 ≤ TShigh = 100을 만족하게 되고, 이에 따라, 이동 단말은 STKM에서 TEK를 추출할 수 있게 된다. 그리고 이동 단말은 TSlow를 1로 변경하여, 유효 TS 범위를 조정한다.
이후, 시점 b에서 사용자 선택에 따라 유료 채널을 다시 선택하게 되면, 예를 들어, 다른 채널로 잽핑(zapping)했다가 다시 유료 채널을 선택한다거나, 유료 채널 시청을 종료했다가 다시 유료 채널을 시청하려는 경우, TEK_ID(1)이 여전히 유효하기 때문에, STKM에 포함된 TS 값 또한 TS(1)이다.
그리고 유효 TS 범위는 TSlow = 1 ≤ TS ≤ TShigh = 100이기 때문에, 추출된 TS 값은 유효 TS 범위에 포함된다. 이에 따라, 이동 단말은 STKM에서 TEK를 추출할 수 있다.
상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.
도1a 및 도1b는 SKTM(Short Term Key Message)의 일반적인 구성을 나타낸 도면,
도2는 주기적으로 변경되는 TEK(Traffic Encryption Key)를 나타낸 도면,
도3은 종래의 TEK 유효성 판단 과정을 나타낸 도면,
도4는 본 발명이 적용되는 휴대 방송 시스템의 구성을 나타낸 도면,
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말의 동작 과정을 나타낸 도면,
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 TEK 유효성 판단 과정을 나타낸 도면.

Claims (8)

  1. 휴대 방송 서비스에서 이동 단말이 스마트프로파일 방식으로 암호화 되어 전달되는 유료 채널을 복호하기 위해 암호키를 획득하는 방법에 있어서,
    임의의 유료 채널을 구입하고, 암호키의 유효성을 판단하는데 이용되는 최저 TS(Time Stamp)값 TSlow 및 최대 TS값 TShigh를 전달 받아 하기 수학식1과 같은 유효 TS 범위를 저장하는 과정과,
    상기 임의의 유료 채널에 대한 시청 요구가 발생하면, 가장 최근에 수신한 STKM(Short Term Key Message)에서 TS 값을 추출하는 과정과,
    상기 추출한 TS 값이 상기 유효 TS 범위에 포함되면, 상기 STKM에 포함된 암호키가 유효한 것으로 판단하여, 상기 STKM에서 암호키를 추출하여 획득하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 암호키 획득 방법.
    [수학식 1]
    TSlow ≤ TS ≤ TShigh
  2. 제1항에 있어서, 상기 추출한 TS 값이 상기 유효 TS 범위에 포함되면, 상기 유효 TS 범위의 상기 최저 TS 값 TSlow를 상기 추출한 TS 값으로 변경하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 암호키 획득 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 획득한 암호키를 이용하여 상기 유료 채널에 대응하는 방송 스트림을 복호하고, 상기 복호된 방송 스트림을 디코딩하여 사용자에게 제공하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 암호키 획득 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 획득한 암호키는 TEK(Traffic Encryption Key)임을 특징으로 하는 암호키 획득 방법.
  5. 휴대 방송 서비스에서 스마트프로파일 방식으로 암호화 되어 전달되는 유료 채널을 복호하기 위해 암호키를 획득하는 이동 단말 장치 있어서,
    임의의 유료 채널을 구입하고, 암호키의 유효성을 판단하는데 이용되는 최저 TS(Time Stamp)값 TSlow 및 최대 TS값 TShigh를 전달 받아 스마트카드로 전달하고, 상기 임의의 유료 채널에 대한 시청 요구가 발생하면, 가장 최근에 수신한 STKM(Short Term Key Message)에서 TS 값을 추출하여 상기 스마트가드로 전달하고, 상기 스마트카드로부터 유효 통지를 전달받으면 상기 STKM에서 암호키를 추출하여 획득하는 단말과,
    상기 최저 TS값 TSlow과 상기 최대 TS값 TShigh를 이용해 하기 수학식1과 같은 유효 TS 범위를 저장하고, 상기 전달받은 TS 값이 상기 유효 TS 범위에 포함되면, 상기 STKM에 포함된 암호키가 유효한 것으로 판단하여, 상기 유효 통지를 상기 단말로 전달하는 상기 스마트카드를 포함함을 특징으로 하는 암호키 획득 장치.
    [수학식 1]
    TSlow ≤ TS ≤ TShigh
  6. 제5항에 있어서, 상기 스마트카드는 상기 추출한 TS 값이 상기 유효 TS 범위에 포함되면, 상기 유효 TS 범위의 상기 최저 TS 값 TSlow를 상기 추출한 TS 값으로 변경하여 저장함을 특징으로 하는 암호키 획득 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 단말은 획득한 암호키를 이용하여 상기 유료 채널에 대응하는 방송 스트림을 복호하고, 상기 복호된 방송 스트림을 디코딩하여 사용자에게 제공함을 특징으로 하는 암호키 획득 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 획득한 암호키는 TEK(Traffic Encryption Key)임을 특징으로 하는 암호키 획득 장치.
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