KR20130059796A - Apparatus for operating a cryptographic algorithm on a network system and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 네트워크 시스템과 통신하는 사용자 기기와 상기 네트워크 시스템과 연결된 네트워크 엘러먼트들 간의 암호화 장치 및 그 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an encryption device and a method between a user device communicating with a network system and network elements connected with the network system.
최근 네트워크를 통해 정보를 교환하면서 정보 보안에 대한 중요성이 커지고 있다. 암호 및 인증을 위해 여러 가지 암호화 알고리즘이 있는데 그 중 공개키 기반구조(Public Key Infrastructure; PKI)를 근간으로 한 암호화 및 인증 시스템이 많이 사용된다. 특정 시스템에서, 공개키 기반구조에 기반한 암호화 및 인증 시스템과 그 시스템에서 제공하는 접근제어기능을 사용하여, 시스템 관리자 중심의 사용자 인증과 사용 인가가 수행되었지만, 이 경우 사용자 데이터의 공유의 어려운 문제점이 있었다. 종래의 PKI 기반구조의 암호화시스템을 바탕으로 한 인증과 암호 기술은 통신하는 대상이 서로 동등한 자격으로 통신에 참여하기 때문에 네트워크 시스템에 연결된 각 네트워크 엘러먼트들에 동등한 수준의 보호체계를 적용한다. 그러나, 홈네트워크 시스템과 같이 통신대역과 컴퓨터 능력의 제한이 있는 장치 등에 대해서는 사용자 암호화가 힘든 문제점이 있었다. Recently, the importance of information security is increasing as information is exchanged through a network. There are several encryption algorithms for encryption and authentication. Among them, encryption and authentication systems based on the Public Key Infrastructure (PKI) are widely used. In a specific system, system administrator-centered user authentication and authorization is performed using an encryption and authentication system based on the public key infrastructure and the access control functions provided by the system, but in this case, the difficulty of sharing user data is difficult. there was. The authentication and encryption technology based on the encryption system of the conventional PKI infrastructure applies the same level of protection to each network element connected to the network system because the communication parties participate in the communication with the same qualifications. However, there is a problem that user encryption is difficult for a device such as a home network system that has a limitation in communication band and computer capability.
본 발명은 위와 같은 종래 기술에 대한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은, 홈 네트워크 시스템와 같은 네트워크 시스템에서 사용자에게 할당된 네트워크 엘러먼트에 대한 사용자 통제권을 향상시키고 사용자의 프라이버시(privacy)와 시스템의 신뢰성을 증대시킬 수 있는 암호화 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다. The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, the present invention is to improve the user's control over the network element assigned to the user in a network system, such as a home network system, the user's privacy (privacy) and It is an object of the present invention to provide an encryption device and a method for increasing reliability.
본 발명은, 종래의 보안 시스템을 그대로 활용하면서도 사용자 보안을 향상시킬 수 있는 암호화 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다. The present invention is to provide an encryption device and method that can improve user security while utilizing the conventional security system as it is.
본 발명은, 암호화 시스템에 대한 오버헤드(overhead)를 줄일 수 있는 암호화 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다. The present invention is to provide an encryption apparatus and method thereof that can reduce overhead for an encryption system.
본 발명은, 사용자가 원하는 네트워크 엘러먼트 할당에 적극적으로 참여할 수 있는 암호화 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다. The present invention provides an encryption apparatus and method for actively participating in a network element allocation desired by a user.
본 발명의 일 실시예는, 네트워크 시스템의 암호화 장치에 있어서, 공개 키 기반의 암호화시스템을 이용하여 사용자를 인증하고, 상기 네트워크 시스템과 연결된 복수의 네트워크 엘러먼트들 중 적어도 하나의 네트워크 엘러먼트를 상기 사용자에게 할당하고, 사용자의 아이디 기반의 암호화시스템을 이용하여 상기 사용자의 아이디를 발행하는 네트워크 서버; 및 상기 발행된 아이디를 포함하는 에이전트가 설치된 경우 상기 네트워크 서버를 통해 상기 사용자의 사용자 기기와 통신하는 네트워크 엘러먼트;를 포함하는 암호화 장치를 제공한다. In one embodiment of the present invention, in an encryption apparatus of a network system, a user is authenticated using a public key-based encryption system, and at least one network element of a plurality of network elements connected to the network system is recognized. A network server assigned to a user and issuing an ID of the user using an ID-based encryption system of the user; And a network element communicating with a user device of the user through the network server when an agent including the issued ID is installed.
상기 네트워크 서버는, 상기 공개 키 기반의 암호화시스템을 이용하여 사용자를 인증하는 엘러먼트할당부를 포함할 수 있다. 상기 네트워크 서버 또는 상기 복수의 네트워크 엘러먼트들은, 상기 공개 키 기반의 암호화시스템을 이용하여 상기 사용자 기기와 통신할 수 있다. The network server may include an element allocation unit for authenticating a user using the public key based encryption system. The network server or the plurality of network elements may communicate with the user device using the public key based encryption system.
상기 네트워크 서버는, 상기 아이디 기반의 암호화시스템을 이용하여 상기 사용자의 아이디를 포함하는 에이전트를 발행하는 아이디관리부를 포함할 수 있다. 상기 복수의 네트워크 엘러먼트들은 상기 아이디 기반의 암호화시스템을 기반으로 서로 통신할 수 있다. 상기 사용자 기기가 게스트 장치인 경우, 상기 발생된 아이디는 상기 아이디의 유효기간을 포함할 수 있다. The network server may include an ID manager for issuing an agent including the ID of the user using the ID-based encryption system. The plurality of network elements may communicate with each other based on the ID-based encryption system. When the user device is a guest device, the generated ID may include an expiration date of the ID.
상기 네트워크 서버는, 상기 아이디 기반의 암호화시스템이 발행하는 아이디를 포함하는 에이전트를 적어도 하나의 네트워크 엘러먼트에 전송할 수 있다.The network server may transmit an agent including an ID issued by the ID-based encryption system to at least one network element.
본 발명의 다른 실시예는, 네트워크 시스템의 암호화 장치에 있어서, 사용자의 아이디 기반의 암호화시스템를 기반으로 상기 네트워크 시스템과 통신하는 사용자 기기의 사용자가 인증된 경우 상기 사용자 기기와 통신하는 적어도 하나의 네트워크 엘러먼트; 및 공개 키 기반의 암호화시스템을 이용하여 상기 사용자를 인증하고 상기 아이디 기반의 암호화시스템을 이용하여 상기 네트워크 시스템에 연결된 복수의 네트워크 엘러먼트들 중 상기 네트워크 엘러먼트가 선택되도록 하여 상기 네트워크 엘러먼트와 상기 사용자 기기가 통신하도록 하는 서버;를 포함하는 네트워크 시스템의 암호화 장치를 제공한다.According to another embodiment of the present invention, in the encryption apparatus of a network system, at least one network alleller communicating with the user device when a user of the user device communicating with the network system is authenticated based on an ID-based encryption system of the user Treatment; And authenticating the user using a public key based encryption system and selecting the network element among a plurality of network elements connected to the network system using the ID based encryption system. It provides a cryptographic apparatus of the network system, including; a server to communicate the user equipment.
상기 네트워크 시스템은, 상기 공개 키 기반의 암호화시스템이 상기 서버의 미들웨어로 설치될 수 있다. 상기 네트워크 시스템은, 상기 아이디 기반의 암호화시스템은 상기 서버의 어플리케이션으로 설치될 수 있다. In the network system, the public key-based encryption system may be installed as middleware of the server. The network system, the ID-based encryption system may be installed as an application of the server.
또 다른 관점에서 본 발명의 일 실시예는, 사용자 기기와 통신하는 네트워크 시스템에 대한 암호화 방법에 있어서, 공개 키 기반의 암호화시스템을 이용하여 상기 네트워크 시스템과 연결된 복수의 네트워크 엘러먼트들에 비밀키를 발행하고 아이디 기반의 암호화시스템을 이용하여 상기 복수의 네트워크 엘러먼트들 중 적어도 하나의 네트워크 엘러먼트에게 아이디를 발행하는 단계; 상기 공개 키 기반의 암호화시스템을 이용하여 상기 사용자 기기의 사용자를 인증하고 상기 사용자 기기와 통신하는 단계; 및 상기 아이디 기반의 암호화시스템을 이용하여 상기 발행된 아이디를 포함하는 상기 적어도 하나의 네트워크 엘러먼트들과 통신하는 단계;를 포함하는 암호화 방법을 제공한다. In another aspect, an embodiment of the present invention provides an encryption method for a network system that communicates with a user device, wherein the secret key is assigned to a plurality of network elements connected to the network system using a public key based encryption system. Issuing and issuing an ID to at least one of the plurality of network elements using an ID based encryption system; Authenticating and communicating with the user device of the user device using the public key based encryption system; And communicating with the at least one network element including the issued ID using the ID based encryption system.
상기 암호화 방법은, 상기 공개 키 기반의 암호화시스템은 미들웨어로 설치될 수 있다. 상기 암호화 방법은, 상기 아이디 기반의 암호화시스템은 어플리케이션으로 설치될 수 있다. In the encryption method, the public key based encryption system may be installed as middleware. In the encryption method, the ID-based encryption system may be installed as an application.
본 발명에 따르면, 홈 네트워크 시스템와 같은 네트워크 시스템에서 사용자에게 할당된 네트워크 엘러먼트에 대한 사용자 통제권을 향상시키고 사용자의 프라이버시(privacy)와 시스템의 신뢰성을 증대시킬 수 있다. According to the present invention, it is possible to improve user control over network elements assigned to a user in a network system such as a home network system, and to increase user privacy and system reliability.
본 발명에 따르면, 종래의 보안 시스템을 그대로 활용하면서도 사용자 보안을 향상시킬 수 있다. According to the present invention, it is possible to improve the user security while still using the conventional security system.
본 발명에 따르면, 암호화 시스템에 대한 오버헤드(overhead)를 줄일 수 있고 , 사용자가 원하는 네트워크 엘러먼트 할당에 적극적으로 참여할 수 있다. According to the present invention, overhead for an encryption system can be reduced, and a user can actively participate in assigning a desired network element.
도 1은 본 발명에 따른 실시예를 예시한 도면
도 2는 본 발명의 실시예의 개념을 예시하는 계층도를 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 실시예의 개념을 예시한 다른 도면
도 4는 본 발명에 따른 일 실시예에 따른 순서도를 예시한 도면1 illustrates an embodiment according to the present invention.
2 is a hierarchical diagram illustrating the concept of an embodiment of the invention.
3 is another diagram illustrating the concept of an embodiment of the invention.
4 illustrates a flowchart according to an embodiment according to the present invention.
대규모 분산 컴퓨터 시스템, 계산 그리드 시스템이 고에너지 물리학(high energy physics) 또는 생물의학(biomedical) 분야의 리서치와 같은 영역에서 많은 계산량을 해결하기 위해 사용되고 있다. 그리드 시스템은 전형적인 클라이언트-서버 모델로부터 구별되는 특징들을 갖는데, 주요 특징은 사용자가 매우 많을 수 있고, 리소스 범위가 매우 넓으며 공유 가능한 리소스들이 국경을 넘어 다른 나라에서도 위치할 수 있다는 것이다.Large scale distributed computer systems, computational grid systems are used to address large amounts of computation in areas such as research in the fields of high energy physics or biomedical. Grid systems have features that distinguish them from the typical client-server model, which can be very large in number of users, have a wide range of resources, and shareable resources can be located across borders in other countries.
그리드 시스템들이 일반적으로 멀티-트러스트 도메인(multi-trust domain)을 포함하기 때문에 그리드 시스템에서 보안은 더욱 중요시된다. 그리드 보안은 주로 그리드 보안 정책(grid security infrastructure; GSI)에 기초한다. 그리드 보안 정책(grid security infrastructure; GSI)은 유용한 보안 정책과 공개키 기반구조(PKI)를 일반적으로 관련 프로토콜로 정의한다. 그리드 보안 정책(grid security infrastructure; GSI)의 주요 아이디어는 사용자에 의해 운반된 프록시를 사용하는 것이다. 이때 시스템의 게이트키퍼(gatekeeper)는 사용자가 직접 제어할 필요없이 사용자 프록시를 사용하여 사용자의 작업(job)을 제어한다. 이 프록시는 그리드 시스템의 가용성을 높이는데 좋은 해결책이 되지만, 이를 위해서는 사용자가 그리드 시스템을 완전히 신뢰한다는 가정이 전제된다. Security is more important in grid systems because grid systems generally include multi-trust domains. Grid security is mainly based on grid security infrastructure (GSI). Grid security infrastructure (GSI) generally defines useful security policies and public key infrastructure (PKI) as related protocols. The main idea of the grid security infrastructure (GSI) is to use a proxy carried by the user. In this case, the gatekeeper of the system controls the user's job using the user proxy without the user's direct control. This proxy is a good solution for increasing the availability of the grid system, but this assumes that the user has full trust in the grid system.
그리드 보안 정책(grid security infrastructure; GSI)에 따르면, 시스템에 의해 수행되는 인증이 있고, 대부분의 프로세스는 ACL(access control list)에 기초한다. 그리드 보안 정책(grid security infrastructure; GSI)은 다음의 가정이 있다. 예를 들어 그리드 보안 정책(grid security infrastructure; GSI)은 악의적 액티브 앤티티(해커)를 고려하지 않고, 암호화를 명확하게 다루지 않으며, 사용자들은 시스템을 전적으로 신뢰한다는 것의 가정 등이 이에 해당한다. 그리드 시스템은 많은 클러스터 시스템을 포함할 수 있기 때문에, 멀티 트러스트 도메인(multi-trust domain)이 있을 수 있다. 이 점이 사용자가 전체 시스템을 전적으로 신뢰하기 힘들게 할 수도 있다. 악의적 사이버 공격이 점점 증가하기 때문에 심지어 하나의 트러스트 도메인에서도 시스템 보안의 로버스트(robust)를 보장하기 쉽지 않다. 그리드 시스템에서 대부분의 사용자 데이터(contents)는 저장 엘러먼트(storage element; SE)에 저장된다. 저장 엘러먼트(storage element; SE)는 그리드 시스템의 요소이기 때문에 사용자 데이터가 저장 엘러먼트(storage element; SE)에 저장된다는 것은 프라이버시 문제를 일으킬 수 있다. 예를 들어 저장 엘리먼트(storage element; SE)에서 사용자 데이터(content)는 자동적으로 복사될 수 있고 저장 엘러먼트(storage element; SE) 자체의 업데이트는 거의 수행되지 않으며 단지 쓰고 지우는 작업만 있을 수 있다. According to the grid security infrastructure (GSI), there is authentication performed by the system, and most processes are based on access control lists (ACLs). The grid security infrastructure (GSI) makes the following assumptions. For example, grid security infrastructure (GSI) does not consider malicious active entities (hackers), does not deal with encryption explicitly, and assumes that users trust the system entirely. Since the grid system can include many cluster systems, there can be multi-trust domains. This can make it difficult for users to trust the entire system entirely . Because of the increasing number of malicious cyber attacks, it is not easy to guarantee the robustness of system security even in a single trust domain. Most user content in a grid system is stored in a storage element (SE). Since the storage element (SE) is an element of the grid system, the storage of user data in the storage element (SE) can cause privacy problems. For example, user data can be automatically copied from a storage element (SE), and updating of the storage element (SE) itself is rarely performed, only write and delete operations.
접근 제어 메카니즘이 있더라도 그리드 시스템 내에 사용자 데이터(contents)는 접근하는 모든 사용자에게 열려있고 사용자의 간섭없이 전송될 수 있다고 생각될 수 있다. 이러한 특징은 그리드 시스템이 일부 리서치 영역에서 사용되지 못하는 방해요소가 되어왔다. 예를 들어 의학 요소 테스트 및 클리릭 트라이얼(clinic trial) 데이터는 매우 신중히 보호되어야 하는데, 이런 경우 그리드 시스템은 잘 사용되지 않고, 대부분은 사용자 자체의 클러스터 시스템을 이용하는 경우가 많다.Although there is an access control mechanism, it is conceivable that user data within the grid system is open to all accessing users and can be transmitted without user intervention. This feature has been a barrier to grid systems not being used in some research areas. For example, medical component tests and clinic trial data should be protected with great care, in which case grid systems are not well used and most often use the user's own cluster system.
이와 유사한 시스템으로서 홈 네트워크 시스템이나 사무소 네트워크 시스템도 유사한 환경에 있다. 스마트 장비들이 증가하면서 각 가정이나 사무소의 센서 밑 스마트 장비들은 유무선으로 서로 연결된 네트워크 시스템을 형성한다. 예를 들어 홈 네트워크 시스템에는 수도 꼭지의 온도 센서, 난방 또는 냉방 시설의 온도 센서, 텔레비전과 비디오 시스템, 컴퓨터나 노트북, 오디오 시스템, 냉장고 기타 전화나 핸드폰과 같은 장비들이 포함된다. 사무소 네트워크 시스템에도 여러 가지 컴퓨터 또는 컴퓨터 관련 기기와 사무소 내부에 포함된 장비나 센서들이 포함된다.As a similar system, home network systems and office network systems are in a similar environment. As smart devices increase, smart devices under the sensors in each home or office form a network system connected to each other by wire or wireless. Home network systems, for example, include faucet temperature sensors, heating or air conditioning temperature sensors, television and video systems, computers and laptops, audio systems, refrigerators, and other equipment such as phones and cell phones. Office network systems also include a variety of computers or computer-related equipment, as well as equipment or sensors contained within the office.
이하에서 이와 같은 하나의 네트워크 시스템에 연결되어 하나의 네트워크 도메인을 형성하는 장비나 센서를 네트워크 엘러먼트라고 호칭한다. 이하에서는 네트워크 엘러먼트를 포함하는 네트워크 시스템에서 사용자 개인의 보안이 더욱 강화될 수 있는 프라이빗 인핸스드 보안 메카니즘(private enhanced mechanism)에 따른 본 발명의 실시예를 개시한다. 이 실시예에 따른 보안 메카니즘은 상호 인증의 개념에 기초하며, 이 보안 메카니즘 구조에서 사용자 인증은, 공개키 기반구조 암호화시스템(PKI)와 ID 기반구조의 암호시스템(Identity-based Cryposystem; IBC)을 혼합한 하이브리드 방식으로 제어된다. 이하에서 본 발명의 실시예에 따르면 기존의 시스템을 변경할 필요가 없이 많은 네트워크 엘러먼트들에 동시에 사용할 수 있다.Hereinafter, equipment or sensors connected to one network system such as one to form a network domain are called network elements. Hereinafter, an embodiment of the present invention according to a private enhanced security mechanism that can further enhance the security of a user individual in a network system including a network element. The security mechanism according to this embodiment is based on the concept of mutual authentication, and user authentication in this security mechanism structure uses a public key infrastructure encryption system (PKI) and an identity-based Cryposystem (IBC). It is controlled by the hybrid system mixed. Hereinafter, according to an embodiment of the present invention can be used simultaneously for many network elements without having to change the existing system.
도 1은 위에서 개략적으로 설명한 본 발명에 따른 실시예를 예시한 도면이다. 본 발명에 따른 실시예는 홈 네트워크 시스템을 가정한 것으로서, 사용자 기기(10), 네트워크 서버(100), 복수의 네트워크 엘러먼트들(200)을 포함한다. 이 예에서 복수의 네트워크 엘러먼트들(200)는 온도 센서, 텔레비전 난방장치, 노트북 등이 해당된다. 1 is a diagram illustrating an embodiment according to the present invention outlined above. An embodiment according to the present invention assumes a home network system, and includes a
사용자 기기(10)는 유무선으로 네트워크 서버(100)와 통신할 수 있고, 네트워크 서버(100)는 각각의 네트워크 엘러먼트들(200)과 통신할 수 있다. The
네트워크 서버(100)는, 엘러먼트할당부(120) 및 아이디 관리부(130)를 포함할 수 있다. 네트워크 엘러먼트들(200)들은 네트워크 서버(100)와 유무선으로 연결되어 홈 네트워크를 형성한다. The
홈 네트워크 시스템의 특성상 다수의 사용자가 각각의 사용자 기기들을 이용하여 다수의 네트워크 엘러먼트들(200)들 중 적어도 하나의 네트워크 엘러먼트들과 통신할 수 있다. 즉, 사용자는 핸드폰과 같은 사용자 기기(10)를 이용하여 네트워크 엘러먼트들(200)에 접근을 시도할 수 있다. 마찬가지로 다른 사용자도 자신의 노트북과 같은 사용자 기기(10)를 이용하여 네트워크 엘러먼트들(200)에 접근을 시도할 수 있다.Due to the characteristics of a home network system, a plurality of users may communicate with at least one of the plurality of
사용자는 엘러먼트할당부(120)를 통해 네트워크 엘러먼트들(200)과 통신할 수 있도록 네트워크 서버(100)에 사용자 인증을 시도한다. 엘러먼트할당부(120)가 수행하는 사용자 인증은 공개키 기반구조(PKI)의 암호화시스템에 의해 수행될 수 있다. The user attempts to authenticate the user to the
엘러먼트할당부(120)가 공개키 기반구조(PKI)의 암호화시스템을 이용하여 사용자를 인증하여 사용자의 인증이 완료된 경우, 엘러먼트할당부(120)는 사용자에게 네트워크 엘러먼트들(200) 중 적어도 하나의 네트워크 엘러먼트를 제어할 수 있도록 암호화 통신을 허용할 수 있다. When the
엘러먼트할당부(120)는 사용자에 따라 사용자에게 허락할 수 있는 엘러먼트의 범위를 저장할 수도 있고, 사용자는 네트워크 서버(100)에 저장된 엘러먼트들의 범위에 따라 엘러먼트들을 할당받아 제어할 수도 있다.
엘러먼트할당부(120)는 별개의 장치로 구현될 수도 있고, 네트워크 서버(100)의 미들웨어 또는 소프트웨어로 설치되어 동작할 수도 있다. The
사용자는 사용자 기기(10)를 통해 ID 기반구조 암호화시스템(Identity-based Cryptsystem; IBC)을 통해 자신의 아이디(ID)를 발급받을 수 있다. 예를 들어 사용자 1은 네트워크 서버(100)의 아이디관리부(130)로부터 자신의 ID를 발급받는다. 그리고, 발급된 ID를 기반으로 하여 해당 사용자가 사용하고자 하는 네트워크 엘러먼트를 선택할 수 있다. ID 기반구조 암호화시스템(Identity-based Cryptsystem; IBC)에 대해서는 아래에서 상세히 설명한다. A user may be issued his or her ID through an ID-based Cryptsystem (IBC) through the
사용자 개인의 사용 환경이나 사용자 데이터는 프라이버시 침해 문제가 발생할 수 있으나, 위와 같이 네트워크 엘러먼트를 공유하여 사용하는 다른 사용자가 있다고 하더라도 사용자는 자신의 아이디를 기반으로 자신에게 할당된 네트워크 엘레먼트를 선택하고 사용할 수 있으므로 프라이버시 침해문제는 기술적으로 회피될 수 있다. 아이디관리부(300)는 네트워크 서버(100)에 애플리케이션으로 설치될 수도 있다. The user's personal environment or user data may cause privacy infringement, but even if there are other users who share and use network elements as above, the user can select and use the network elements assigned to them based on their ID. Privacy violations can therefore be technically avoided. The ID manager 300 may be installed as an application on the
이하에서 ID 기반구조 암호시스템(Identity-based Cryptsystem; IBC)에 대해서 간략히 설명한다. Hereinafter, an identity-based cryptosystem (IBC) will be briefly described.
ID 기반구조 암호시스템(Identity-based Cryptsystem; IBC)은 공개키 암호화 시스템(public key stream)의 한 종류로서 사용자의 아이덴티티(identity)가 공개 키가 되지만, ID 기반구조 암호시스템은 전형적인 공개키 암호화 시스템과 다른 특징을 갖는다. Identity-based Cryptsystem (IBC) is a type of public key stream. The identity of the user is the public key, but the ID-based cryptosystem is a typical public key cryptosystem. And other features.
공개키 기반구조 암호화시스템(PKI)에서 각 사용자는 그 자신의 키 페어를 생성하고, 공개키를 인증 발행을 위한 인증기관(Certificate Authority; CA)에 제출한다. 그래서 인증기관(CA)은 사용자 키를 전혀 알지 못한다. 반대로, 사용자의 아이덴티티(identity)에 답하는 프라이빗 키(private key)는 아이덴티티(identity) 발행자에 의해 생성된다. ID 기반구조 암호시스템(Identity-based Cryptsystem; IBC)은 사용자 중심으로 제어될 수 있다. 게다가 대부분의 ID 기반구조 암호시스템(Identity-based Cryptsystem; IBC)는 양선형적(bilinear)인 성질을 가지는 페어링(pairing)을 사용하고, 양선형성(bilinearity)을 사용하여 많은 적용 가능한 프로토콜(예를 들어 aggregative signature, multi-signature)이 있다. In a public key infrastructure encryption system (PKI), each user creates his own key pair and submits the public key to a Certificate Authority (CA) for issuing a certificate. So the CA never knows the user's key. In contrast, a private key that answers the user's identity is generated by the identity issuer. Identity-based Cryptsystem (IBC) can be controlled by the user. In addition, most Identity-based Cryptsystems (IBCs) use pairing with bilinear properties and many applicable protocols (e.g. bilinearity). aggregative signature, multi-signature).
도 2는 본 발명의 실시예의 개념을 예시하는 계층도를 나타낸 도면이다. 이 도면을 예시하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다. 2 is a hierarchical diagram illustrating the concept of an embodiment of the present invention. An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings as follows.
본 발명의 실시예에 따른 네트워크 시스템에 대한 암호화 장치 및 그 방법에 따르면, 암호 인증의 개념은 어플리케이션 계층, 미들웨어 계층, 리소스 계층으로 나눌 수 있다. 리소스계층은 네트워크 엘러먼트들이 서로 연결되어 작업을 수행하는데 필요한 장비들이 포함된다. 예를 들어 위에서 예시한 수도 꼭지의 온도 센서, 난방 또는 냉방 시설의 온도 센서, 텔레비전과 비디오 시스템, 컴퓨터나 노트북, 오디오 시스템, 냉장고 기타 전화나 핸드폰과 같은 장비 등이 이에 해당할 수 있다. According to the encryption apparatus and method for a network system according to an embodiment of the present invention, the concept of password authentication may be divided into an application layer, a middleware layer, and a resource layer. The resource layer includes the equipment necessary for network elements to be connected to each other to perform a task. For example, the temperature sensor of the tap, the temperature sensor of a heating or cooling facility, a television and a video system, a computer or a laptop, an audio system, a refrigerator and other equipment such as a telephone or a mobile phone may be examples.
미들웨어 계층은 공개 키 기반구조 암호화시스템(PKI)이 네트워크 서버의 미들웨어에 설치될 수 있다. 따라서, 일반적으로 사용되는 공개 키 기반 구조 암호화시스템의 사용자 인증이 수행되고, 사용자 인증에 따라 해당 사용자가 사용할 수 있는 네트워크 엘러먼트들이 결정될 수 있다. 공개 키 기반구조 암호화시스템(PKI)는 어플리케이션 계층에 설치될 수도 있다.In the middleware layer, a public key infrastructure encryption system (PKI) may be installed in the middleware of the network server. Therefore, user authentication of a commonly used public key infrastructure encryption system is performed, and network elements usable by the user can be determined according to the user authentication. Public key infrastructure encryption system (PKI) may be installed in the application layer.
어플리케이션 계층은, 아이디 기반구조 암호화시스템(IBC)의 어플리케이션을 포함할 수 있다. 따라서, 공개 키 기반구조 암호화시스템과 아이디 기반 구조의 하이브리드 구조에 따라 사용자를 인증할 수 있다. 네트워크 엘러먼트에 아이디 기반 구조의 암호화시스템이 어플리케이션으로 설치되어 사용자의 아이디를 인증하면 그에 인증 여부에 따라 해당 네트워크 엘러먼트의 사용 여부가 결정되기 때문에 하드웨어를 바꿀 필요가 없고, 사용자 인증 작업이 각 네트워크 엘러먼트가 수행하는 작업에 포함되지 않기 때문에 오버헤드도 줄일 수 있다. The application layer may include an application of an ID Infrastructure Encryption System (IBC). Therefore, the user can be authenticated according to the hybrid structure of the public key infrastructure encryption system and the ID infrastructure. If an ID-based encryption system is installed as an application in the network element and authenticates the user's ID, the use of the corresponding network element is determined according to whether the user authenticates the user, and there is no need to change the hardware. The overhead is also reduced because the elements are not included in the work they do.
도 3은 본 발명의 실시예의 개념을 예시한 다른 도면이다. 사용자는 자신의 사용자 기기를 이용하여 홈 네트워크 시스템에 포함되는 네트워크 엘러먼트와 통신하고 해당 네트워크 엘러먼트를 제어할 수 있다. 이 경우 사용자 인증과 관련된 사용자 환경은 두 개의 요소, 공개키 기반구조 암호화시스템(PKI)과 아이디 기반구조 암호화시스템(IBC)에 의해 결정될 수 있다. 3 is another diagram illustrating the concept of an embodiment of the invention. A user may communicate with and control a network element included in a home network system using his user device. In this case, the user environment related to user authentication can be determined by two factors: public key infrastructure encryption system (PKI) and identity infrastructure encryption system (IBC).
예시한 홈 네트워크 시스템의 내부 네트워크 엘러먼트들이 유무선으로 메인 서버와 서로 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 온도 센서에서 감지한 온도를 이용하여 실내 온도를 조절하기 위해 냉방 또는 난방 시설을 제어할 수 있다. Internal network elements of the illustrated home network system may communicate with the main server via wired or wireless. For example, the temperature sensed by the temperature sensor may be used to control the cooling or heating facility to adjust the room temperature.
그리고, 사용자 기기 등과 내부 네트워크 엘러먼트들은 서로 통신할 수 있다. 예를 들어, 계량기 등의 센서를 통해 측정한 수도 사용량 또는 가스 사용량은 외부의 사용자 기기나 홈 네트워크 시스템의 게스트 장비와 통신할 수 있다. In addition, the user equipment and the like may communicate with each other. For example, the water consumption or gas usage measured by a sensor such as a meter may communicate with an external user device or guest equipment of a home network system.
이런 경우들에서 홈 네트워크 시스템의 네트워크 엘러먼트의 정보는 개인의 프라이버시 정보를 포함할 수도 있으므로 외부로부터 보호되어야 한다. 네트워크 엘러먼트는 단순한 센서와 같은 것일 수 있어서 컴퓨팅 파워와 해당 기기간 통신 대역폭이 제한적인 경우가 있을 수 있다. 이런 경우 종래의 공개키 기반구조 암호화시스템(PKI)으로만 통신하면 암호화 인증이 컴퓨팅 파워와 통신 대역폭의 제한으로 인해 거의 불가능하게 될 수도 있다. In such cases, the information of the network element of the home network system may include privacy information of the individual and thus should be protected from the outside. The network element may be a simple sensor, so that the computing power and the communication bandwidth between the device may be limited. In this case, only communicating with a conventional public key infrastructure encryption system (PKI) may make encryption authentication almost impossible due to limitations in computing power and communication bandwidth.
따라서, 홈 네트워크 메인 서버는, 내부 네트워크 엘러먼트들에게 아이디 기반구조 암호화시스템(IBC)의 아이디와 비밀 키를 발급한다. 이 경우 내부 네트워크 엘러먼트들은 서로 아이디 기반구조 암호화시스템(IBC)으로 암호화 통신을 수행할 수 있다. 컴퓨팅 파워를 고려하여 아이디 기반구조 암호화시스템(IBC)은 홈 네트워크 시스템의 네트워크 엘러먼트에 어플리케이션으로 설치될 수 있다. 따라서, 메인 서버와 네트워크 엘러먼트들간에 암호화 통신의 수행될 수 있다. Thus, the home network main server issues the ID and secret key of the ID Infrastructure Encryption System (IBC) to internal network elements. In this case, the internal network elements may perform encrypted communication with each other through an ID Infrastructure Encryption System (IBC). In consideration of computing power, an ID Infrastructure Encryption System (IBC) may be installed as an application in a network element of a home network system. Thus, encrypted communication can be performed between the main server and the network elements.
한편, 홈 네트워크 메인 서버는, 외부 기기와 공개 키 기반구조 암호화시스템(PKI)으로 암호화 통신을 수행할 수 있다. 일반적으로 웹브라우징과 같은 특별한 암호화가 필요하지 않은 통신의 경우 내부 네트워크 엘러먼트가 직접 외부의 기기와 통신할 수 있도록 할 수도 있다. 이 경우, 메인 서버의 인증서의 확장 필드에 해당 네트워크 엘러먼트의 아이디를 포함시키거나, 메인 서버의 인증서로 해당 네트워크 엘러먼트의 아이디 및 환경 변수들에 대해 서명하도록 하여 PKI 기반구조의 암호화시스템을 가진 외부 장비들도 네트워크 엘러먼트들이 복호할 수 있는 아이디 기반의 암호를 지원할 수도 있다. Meanwhile, the home network main server may perform encrypted communication with an external device and a public key infrastructure encryption system (PKI). In general, for communications that do not require special encryption, such as web browsing, internal network elements can also communicate directly with external devices. In this case, include the ID of the corresponding network element in the extension field of the main server's certificate, or sign the ID and environment variables of the corresponding network element with the main server's certificate. External devices may also support ID-based passwords that network elements can decrypt.
게스트 장치는 홈 네트워크의 메인 서버로부터 유효기간이 포함된 아이디를 발급받을 수 있다. 그런 경우 게스트 장치는 아이디 기반구조 암호화시스템에 따른 암호화 통신이 가능한 장치가 된다. 즉, 게스트 장치도 네트워크 엘러먼트가 될 수 있다. 만약 아이디를 부여받지 않은 외부 장치인 경우 홈 네트워크의 메인 서버와 공개 키 기반구조 암호시스템에 의해 암호화 통신을 수행하고, 홈 네트워크 메인 서버를 통해 아이디 기반구조 암호시스템에 의해 네트워크 엘러먼트들과 암호화 통신을 수행한다. The guest device may be issued an ID including an expiration date from the main server of the home network. In this case, the guest device becomes a device capable of encrypted communication according to the ID infrastructure encryption system. In other words, the guest device may also be a network element. If the external device has not been given an ID, encrypted communication is performed by the main server of the home network and the public key infrastructure encryption system, and encrypted communication with the network elements by the ID infrastructure encryption system through the home network main server. Do this.
이 실시예에서는 공개 키 기반구조 암호화시스템이 메인 서버의 미들웨어에 설치된 경우를 가정한다. 먼저 네트워크 엘러먼트의 미들웨어 계층에서 공개키 기반구조 암호화시스템(PKI)에 의해 사용자 암호 인증이 수행된다. 사용자의 프록시가 홈 네트워크의 메인 서버에 전달되면, 홈 네트워크의 메인 서버는 사용자의 직접 제어없이 사용자의 프록시를 사용하여 사용자가 네트워크 엘러먼트에 수행하는 작업을 제어할 수 있다. In this embodiment, it is assumed that the public key infrastructure encryption system is installed in the middleware of the main server. First, user password authentication is performed by the public key infrastructure encryption system (PKI) in the middleware layer of the network element. When the user's proxy is delivered to the main server of the home network, the main server of the home network may control the work performed by the user on the network element using the user's proxy without the user's direct control.
사용자 암호 인증에 있어서 사용자 프록시(user proxy)를 이용하는 것은 시스템의 가용성을 높이는 좋은 방안이 될 수 있지만, 사용자의 지위는 홈 네트워크 시스템에 의해 전적으로 의존하게 된다. 따라서, 홈 네트워크 시스템의 관리자가 사용자가 통신하는 각 네트워크 엘러먼트를 제어하는 것을 막지는 못한다.Using a user proxy for user password authentication can be a good way to increase the availability of the system, but the status of the user is entirely dependent on the home network system. Thus, the administrator of the home network system does not prevent the user from controlling each network element with which the user communicates.
본 발명의 실시예는, 사용자의 프라이버시를 더욱 보호하기 위해 어플리케이션 계층에서 아이디 기반 구조 암호화시스템(IBC)을 이용하여 사용자 인증을 수행한다. 이 경우 사용자 기기는 미들웨어 계층에서 공개 키 기반구조 암호화시스템(PKI)을 이용하여 네트워크 엘러먼트를 할당받아 통신하고, 어플리케이션 계층의 아이디 기반구조 암호화시스템(IBC)를 이용하여 할당받은 네트워크 엘러먼트들 중 일부를 선택하여 자신이 직접 해당 네트워크 엘러먼트를 제어할 수 있다. 따라서, 홈 네트워크 시스템 관리자도 아이디 기반구조 암호화시스템(IBC)에 의한 사용자 키를 알 수 없는 경우 사용자 데이터를 읽거나 접근할 수 없다. The embodiment of the present invention performs user authentication by using an ID-based encryption system (IBC) at the application layer to further protect the user's privacy. In this case, the user device communicates by being assigned a network element using a public key infrastructure encryption system (PKI) in the middleware layer, and among the network elements allocated using the IBC of the application layer. You can select some to control the network element directly. Therefore, even the home network system administrator cannot read or access user data when the user key by the ID Infrastructure Encryption System (IBC) is not known.
본 발명의 실시예에 따르면 많은 계산이 필요한 대부분의 암호화 연산이 줄어들 수 있어 네트워크 엘러먼트의 경우 거의 암호화/복호화를 위해 오버헤드가 없다. 그리고, 사용자가 아이디 기반구조의 암호화시스템을 이용하여 네트워크 엘러먼트를 선택할 수 있기 때문에 트러스트 리소스 도메인을 다이나믹하게 변경할 수 있다. According to the embodiment of the present invention, most encryption operations requiring many calculations can be reduced, so that there is almost no overhead for encryption / decryption in the case of network elements. In addition, since the user can select a network element using an ID-based encryption system, the trust resource domain can be changed dynamically.
도 4는 본 발명에 따른 일 실시예에 따른 순서도를 예시한다. 사용자가 사용자 기기로 네트워크 시스템과 연결된 네트워크 엘러먼트와 사용자 인증을 시도한다고 가정한다. 4 illustrates a flowchart according to one embodiment according to the present invention. Assume that a user attempts user authentication with a network element connected with a network system as a user device.
공개 키 기반의 암호화시스템을 네트워크 시스템과 연결된 복수의 네트워크 엘러먼트들에 비밀키를 발행하고, 아이디 기반의 암호화시스템을 이용하여 복수의 네트워크 엘러먼트들 중 적어도 하나의 네트워크 엘러먼트에게 아이디를 발행한다(S110). 예를 들어 메인 서버는 홈 네트워크 시스템에 포함된 압력 센서, 온도 센서, 텔레비젼, 컴퓨터 등의 네트워크 엘러먼트에 각각의 아이디를 발행하여 전송한다. 아이디 기반의 암호화시스템을 이용하여 상기 사용자의 아이디를 발행할 수 있다. 사용자 기기가 게스트 장치인 경우, 상기 발생된 아이디는 상기 아이디의 유효기간을 포함할 수 있다.The public key based encryption system issues a secret key to a plurality of network elements connected to the network system, and issues an ID to at least one network element of the plurality of network elements using an ID based encryption system. (S110). For example, the main server issues and transmits each ID to network elements such as pressure sensors, temperature sensors, televisions, and computers included in the home network system. An ID of the user may be issued using an ID based encryption system. When the user device is a guest device, the generated ID may include an expiration date of the ID.
공개 키 기반의 암호화시스템을 이용하여 사용자 기기의 사용자를 인증하고 통신한다(S120). 네트워크 서버는, 상기 공개 키 기반의 암호화시스템을 이용하여 사용자를 인증하는 엘러먼트할당부를 포함할 수 있다.The public key-based encryption system is used to authenticate and communicate with the user of the user device (S120). The network server may include an element allocation unit for authenticating a user using the public key based encryption system.
아이디 기반의 암호화시스템을 이용하여 발행된 아이디를 포함하는 적어도 하나의 네트워크 엘러먼트들과 통신한다(S130). 한편, 네트워크 서버 또는 상기 복수의 네트워크 엘러먼트들은, 상기 공개 키 기반의 암호화시스템을 이용하여 상기 사용자 기기와 통신할 수 있다. It communicates with at least one network element including the issued ID using the ID-based encryption system (S130). Meanwhile, a network server or the plurality of network elements may communicate with the user device using the public key based encryption system.
여기서 개시되는 보안 구조의 예는, 사용자가 고유의 아이디(identity)와 그 공개 키를 각 네트워크 엘러먼트에 발행하고. 그 아이디와 프라이빗 키(private key)는 에이전트에 포함되어 네트워크 엘러먼트로 전송되어 설치될 수 있다. 주기적으로 사용자는 그 권한 삭제 또는 부여를 위해 각 사용자의 아이디(identity)를 변경할 수 있다. An example of a security architecture disclosed herein is that a user issues a unique identity and its public key to each network element. The ID and private key can be included in the agent and sent to the network element for installation. Periodically, the user can change the identity of each user to delete or grant the authority.
따라서, 사용자는 자신이 통신하는 네트워크 엘러먼트에 대한 유저 컨트롤의 강화할 수 있다. 사용자가 네트워크 엘러먼트를 고를 수 있고 단지 선택된 네트워크 엘러먼트만 사용자에 의해 제어될 수 있다. 아이디(identity)가 사용자에 의해 발행되므로 사용자는 네트워크 엘러먼트에 권한을 주거나 뺏을 수 있다. 따라서, 네트워크 시스템의 관리자라고 하더라도 사용자의 허락없이 네트워크 엘러먼트의 제어 내용을 변경할 수 없다. Thus, the user can enhance user control over the network elements with which he communicates. The user can select a network element and only the selected network element can be controlled by the user. Since the identity is issued by the user, the user can authorize or deny network elements. Therefore, even the administrator of the network system cannot change the control content of the network element without the user's permission.
시스템들간 내부 통신은 그 아이디를 기반으로 한 암호화 통신을 수행하면 외부 도청 방지의 효과를 얻을 수 있다. 한편 외부 통신의 경우 메인 서버의 인증서와 각 네트워크 엘러먼트에 부여된 아이디를 메인 서버의 개인키로 암호화하여 외부로 전달할 수 있다. Internal communication between systems can achieve the effect of preventing external eavesdropping by performing encrypted communication based on the ID. In the case of external communication, the certificate of the main server and the ID given to each network element may be encrypted with the private key of the main server and transmitted to the outside.
만약 이와 같은 시스템에서 이 시스템과 연결되지 않았던 스마트 기기가 있다면 아이디를 할당받지 못할 경우 이 시스템의 통신에 참여할 수 없다. 따라서, 아이디 기반의 암호화시스템을 추가하여 통신 보안에도 유연하면서도 강력한 보안 시스템을 구축할 수 있다. If there is a smart device that is not connected to this system in such a system, if the ID is not assigned, it cannot participate in the communication of this system. Therefore, by adding an ID-based encryption system, it is possible to build a flexible yet powerful security system for communication security.
10: 사용자 기기
100: 네트워크서버
120: 엘러먼트할당부
130: ID관리부
200: 네트워크 엘러먼트10: User device
100: network server
120: element allocation
130: ID management unit
200: network element
Claims (13)
공개 키 기반의 암호화시스템을 이용하여 사용자를 인증하고, 상기 네트워크 시스템과 연결된 복수의 네트워크 엘러먼트들 중 적어도 하나의 네트워크 엘러먼트를 상기 사용자에게 할당하고, 사용자의 아이디 기반의 암호화시스템을 이용하여 상기 사용자의 아이디를 발행하는 네트워크 서버; 및
상기 발행된 아이디를 포함하는 에이전트가 설치된 경우 상기 네트워크 서버를 통해 상기 사용자의 사용자 기기와 통신하는 네트워크 엘러먼트;를 포함하는 암호화 장치. In the encryption apparatus of a network system,
Authenticate the user using a public key based encryption system, assign at least one network element of a plurality of network elements connected to the network system to the user, and use the user's ID based encryption system A network server that issues a user's ID; And
And a network element communicating with the user device of the user through the network server when an agent including the issued ID is installed.
상기 네트워크 서버는, 상기 공개 키 기반의 암호화시스템을 이용하여 사용자를 인증하는 엘러먼트할당부를 포함하는 암호화 장치.The method of claim 1,
The network server includes an element allocating unit for authenticating a user using the public key based encryption system.
상기 네트워크 서버 또는 상기 복수의 네트워크 엘러먼트들은, 상기 공개 키 기반의 암호화시스템을 이용하여 상기 사용자 기기와 통신하는 암호화 장치.The method of claim 1,
And the network server or the plurality of network elements communicate with the user device using the public key based encryption system.
상기 네트워크 서버는, 상기 아이디 기반의 암호화시스템을 이용하여 상기 사용자의 아이디를 포함하는 에이전트를 발행하는 아이디관리부를 포함하는 암호화 장치.The method of claim 1,
The network server, encryption apparatus including an ID management unit for issuing an agent containing the user's ID using the ID-based encryption system.
상기 복수의 네트워크 엘러먼트들은 상기 아이디 기반의 암호화시스템을 기반으로 서로 통신하는 암호화 장치.The method of claim 1,
The plurality of network elements communicate with each other based on the ID-based encryption system.
상기 사용자 기기가 게스트 장치인 경우, 상기 발생된 아이디는 상기 아이디의 유효기간을 포함하는 암호화 장치. The method of claim 1,
And when the user device is a guest device, the generated ID includes a validity period of the ID.
상기 네트워크 서버는,
상기 아이디 기반의 암호화시스템이 발행하는 아이디를 포함하는 에이전트를 적어도 하나의 네트워크 엘러먼트에 전송하는 암호화 장치.The method of claim 1,
The network server,
And an agent including an ID issued by the ID-based encryption system to at least one network element.
사용자의 아이디 기반의 암호화시스템를 기반으로 상기 네트워크 시스템과 통신하는 사용자 기기의 사용자가 인증된 경우 상기 사용자 기기와 통신하는 적어도 하나의 네트워크 엘러먼트; 및
공개 키 기반의 암호화시스템을 이용하여 상기 사용자를 인증하고 상기 아이디 기반의 암호화시스템을 이용하여 상기 네트워크 시스템에 연결된 복수의 네트워크 엘러먼트들 중 상기 네트워크 엘러먼트가 선택되도록 하여 상기 네트워크 엘러먼트와 상기 사용자 기기가 통신하도록 하는 서버;를 포함하는 네트워크 시스템의 암호화 장치.In the encryption apparatus of a network system,
At least one network element communicating with the user device when a user of the user device communicating with the network system is authenticated based on an ID-based encryption system of the user; And
The network element and the user are authenticated by authenticating the user using a public key based encryption system and selecting the network element among a plurality of network elements connected to the network system using the ID based encryption system. Server for enabling the device to communicate; Encryption apparatus for a network system comprising a.
상기 네트워크 시스템은, 상기 공개 키 기반의 암호화시스템이 상기 서버의 미들웨어로 설치된 암호화 장치.The method of claim 8,
The network system is an encryption device, wherein the public key based encryption system is installed as middleware of the server.
상기 네트워크 시스템은, 상기 아이디 기반의 암호화시스템은 상기 서버의 어플리케이션으로 설치된 암호화 장치.The method of claim 8,
The network system, the ID-based encryption system encryption device installed as an application of the server.
공개 키 기반의 암호화시스템을 이용하여 상기 네트워크 시스템과 연결된 복수의 네트워크 엘러먼트들에 비밀키를 발행하고 아이디 기반의 암호화시스템을 이용하여 상기 복수의 네트워크 엘러먼트들 중 적어도 하나의 네트워크 엘러먼트에게 아이디를 발행하는 단계;
상기 공개 키 기반의 암호화시스템을 이용하여 상기 사용자 기기의 사용자를 인증하고 상기 사용자 기기와 통신하는 단계; 및
상기 아이디 기반의 암호화시스템을 이용하여 상기 발행된 아이디를 포함하는 상기 적어도 하나의 네트워크 엘러먼트들과 통신하는 단계;를 포함하는 암호화 방법. An encryption method for a network system in communication with a user device,
Issuing a secret key to a plurality of network elements connected to the network system using a public key based encryption system, and generating an ID to at least one network element of the plurality of network elements using an ID based encryption system. Issuing a;
Authenticating and communicating with the user device of the user device using the public key based encryption system; And
And communicating with the at least one network element including the issued ID using the ID based encryption system.
상기 암호화 방법은, 상기 공개 키 기반의 암호화시스템은 미들웨어로 설치된 암호화 방법.12. The method of claim 11,
The encryption method, the public key based encryption system is installed in the middleware encryption method.
상기 암호화 방법은, 상기 아이디 기반의 암호화시스템은 어플리케이션으로 설치된 암호화 방법.12. The method of claim 11,
The encryption method, the ID-based encryption system is an encryption method installed as an application.
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