KR20150135318A - 록킹 시스템용 센서 시스템, 및 록킹 시스템에서의 조작의 검출 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 도어의 이동을 적어도 2차원으로 검출하고 시간 분해 가속 프로파일을 기록하도록 설계된 가속 센서; 록킹 시스템의 영역에서 자계를 검출하고 자계의 변화를 검출하며 시간 분해 자계 변화 프로파일을 기록하도록 설계된 자계 센서; 및 상기 가속 센서와 상기 자계 센서에 연결되며, 가속 프로파일을 자계 변화 프로파일과 상관시키며 프로파일 상관을 미리 정해질 수 있는 상관 시그니처와 비교하며, 프로파일 상관이 상관 시그니처와 일치하면 경보 신호를 출력하도록 설계된 제어장치;를 포함하는 도어의 록킹 시스템용 센서 시스템에 관한 것이다.

Description

록킹 시스템용 센서 시스템, 및 록킹 시스템에서의 조작의 검출 방법{SENSOR SYSTEM FOR A LOCKING SYSTEM, AND METHOD FOR DETECTING MANIPULATIONS ON A LOCKING SYSTEM}
본 발명은 록킹 시스템용 센서 시스템, 및 록킹 시스템, 특히 도어 또는 게이트, 예컨대 건물의 출입문 또는 건물 내의 아파트 문의 록킹 시스템에서의 조작의 검출 방법에 관한 것이다.
"록피킹(lockpicking)"이라는 표현은 특별한 침입 공구를 이용해서 자물쇠의 록 실린더를 파괴 없이 여는 것을 의미한다. 자물쇠를 록피킹에 의해 열 수 있는 가능성은 실질적으로 록 실린더의 제조 중에 기계적으로 불가피한 또는 많은 비용으로만 피할 수 있는 부정확성에 의해 생긴다. 이로 인해, 실린더 핀들을 가진 록킹 시스템들은 핀 홀들 간의 오프셋을 갖는다. 록피킹 시에, 록 실린더는 핀들 중 하나만이 끼도록 예비 응력 하에 놓일 수 있다. 상기 핀은 섬세한 이동에 의해 차단 해제 위치로 이동될 수 있다. 차단 해제 위치에 도달시, 실린더 코어는 최소 오프셋만큼 더 회전될 수 있으므로, 다음 핀이 예비 응력을 받을 수 있다. 이 반복적인 절차에 의해, 열쇠 없이 그리고 자물쇠의 손상 없이 실린더 코어가 차단 해제될 수 있다.
이러한 침입 방법론은 침입을 당한 사람에게 특히 불쾌한데, 그 이유는 허용되지 않는 침입의 검출이 전혀 이루어질 수 없거나 또는 설사 검출이 이루어진다 하더라도, 전문가의 검사에 의해서만 이루어지기 때문이다.
선행기술에는 록피킹을 이용한 침입 시도의 다양한 검출 방법이 공지되어 있다. US 5, 567,099 A는 광 센서를 이용한 이동 검출에 의해 침입을 검출하고 경보를 일으킬 수 있는 시스템을 개시한다. US 6,963,281 A는 침입 시도 시에 분리됨으로써 적절하게 경보를 일으킬 수 있는 다수의 자석 접촉 스위치를 가진 시스템을 개시한다. US 3,475,934 A 및 US 6,854,307 A는 각각 열쇠 구멍 내의 추가 인서트들을 개시하며, 열쇠 구멍은 이것에 의해 록킹될 수 있다. US 4,186,578 A는 열쇠 구멍 내로 전기 전도성 재료의 삽입을 검출할 수 있는 검출 방법을 개시한다. EP 1 981 010 A2는 침입 시도 동안 에너지의 측정 및 측정된 에너지를 저장된 에너지 시그니처와 비교에 의해, 침입 시도를 검출할 수 있는 시스템을 개시한다. US 7,397,341 A1은 음향 및 진동 센서로 이루어진 조합체를 개시하고, 그 검출된 신호들은 록피킹 공격의 시그니처를 검출하기 위해 기준 신호와 비교된다.
본 발명의 과제는 실제 침입 시도와 도어 영역에서의 다른 동작 또는 오래 지속되는, 권한을 가진 록킹 시도 간의 구별을 더 확실하게 할 수 있는, 특히 록피킹을 이용한 침입 시도를 검출하기 위한 해결책을 제공하는 것이다.
상기 과제는 독립 청구항들에 따른 센서 시스템, 도어 및 검출 방법에 의해 해결된다.
본 발명은 제 1 양상에 따라 도어의 이동을 적어도 2차원으로 검출하도록 설계된 가속 센서; 록킹 시스템의 영역에서 자계를 검출하고 자계의 변화를 검출하도록 설계된 자계 센서; 및 상기 가속 센서 및 상기 자계 센서에 연결되며, 도어의 검출된 이동으로부터 시간 분해 가속 프로파일을 기록하고, 자계의 검출된 변화로부터 시간 분해 자계 변화 프로파일을 기록하며, 상기 가속 프로파일을 상기 자계 변화 프로파일과 상관시키고, 프로파일 상관을 미리 정해질 수 있는 상관 시그니처와 비교하며, 프로파일 상관이 상관 시그니처와 일치하면 경보 신호를 출력하도록 설계된 제어 장치;를 포함하는 도어의 록킹 시스템용 센서 시스템을 제공한다.
다른 양상에 따라 본 발명은 도어의 이동을 적어도 2차원으로 시간 분해 검출하고, 검출된 이동을 기초로 시간 분해 가속 프로파일을 기록하고, 록킹 시스템의 영역 내의 자계를 검출하고, 자계의 변화를 시간 분해 검출하고, 시간 분해 자계 변화 프로파일을 기록하고, 가속 프로파일과 자계 변화 프로파일을 상관시키고, 프로파일 상관과 미리 정해질 수 있는 상관 시그니처를 비교하고, 상기 프로파일 상관이 상기 상관 시그니처와 일치하면 경보 신호를 출력하는 단계를 포함하는 도어의 록킹 시스템에서의 조작의 검출 방법을 제공한다.
본 발명의 사상은 실제 침입 시도에 대한 검출 거동을 현저히 개선하기 위해 지능 데이터 처리에 의해 다양한 센서 신호들의 타당화를 실시하는 것이다. 이를 위해, 도어의 이동 프로파일이 기록되고, 시간상으로 도어의 록킹 시스템의 영역 내의 자계 변화 프로파일과 상관된다.
가속 센서들은 일반적으로 도어에 대한 외부의 기계적 영향, 예컨대 잡음, 사이렌 또는 현장 작업에 의한 음향적 진동의 큰 스펙트럼을 특징으로 한다. 가속 센서의 false positive rate(실제로 잘못된 정보를 옳다고 판단하는 경우의 오류)를 낮추기 위해, 자계 센서가 금속 물체의 접근을 검출할 수 있고, 열쇠와 록피킹 공구 간의 구별을 할 수 있다. 자계 센서의 데이터와 가속 센서의 데이터의 상관에 의해, 침입 시도의 시그니처가 훨씬 개선될 수 있어서, 실제로 록피킹 시도에 의한 도어에서의 원치않는 그리고 권한이 없는 조작이 이루어질 때만 경보 신호가 출력된다.
센서 신호들의 적은 특성 데이터만이 비교되면 되기 때문에, 상관 및 데이터 검출이 매우 간단하며 리소스 보호 방식으로 이루진다는 큰 장점이 있다.
또한, 자계 센서의 측정 영역이 조절 가능하게 록킹 시스템 둘레의 근거리로 제한되기 때문에, 가속 센서 및 자계 센서로 이루어진 조합체가 훨씬 더 적은 간섭을 받는다. 이에 추가로, 예컨대 음파 또는 광 입사를 위한 개구 또는 입구가 센서 시스템에 설치될 필요가 없기 때문에, 시스템이 도어의 내부에도 설치될 수 있다.
가속 센서 및 자계 센서의 제조 비용은, 센서 시스템의 양호한 분해능이 전체적으로 센서 신호들의 상관에 의해 달성될 수 있어서 두 센서의 분해능이 반드시 매우 높을 필요가 없기 때문에, 통상 매우 낮다. 센서들은 예컨대 휴대폰 또는 스마트폰에 사용하기 위해 대량으로 경제적으로 제조되는 표준화된 컴포넌트일 수 있다.
또한, 가속 센서와 자계 센서로 이루어진 센서 조합체에 의해 도어의 개방 없는 침입 시도와 도어의 개방이 실제로 이루어지는 침입 간의 구별이 이루어질 수 있다. 이로 인해, 경보 신호의 출력 방식에 영향을 줄 수 있는 다양한 경보 단계들이 설정될 수 있다.
본 발명에 따른 센서 시스템의 일 실시예에 따라, 제어 장치는 마이크로 컨트롤러 또는 마이크로 프로세스를 포함할 수 있다. 이러한 제어 장치에 의해 지능 신호 데이터 평가가 이루어질 수 있고, 상기 제어 장치는 평가의 결과를 경우에 따라 보고 장치로 전달할 수 있다.
본 발명에 따른 센서 시스템의 다른 실시예에 따라, 제어 장치는 하나 또는 다수의 미리 정해질 수 있는 상관 시그니처를 저장하도록 설계된 메모리 영역을 포함할 수 있다. 이로 인해, 센서 시스템이 사용되는 도어 또는 록킹 시스템에 대해 센서 시스템을 교정(calibration)하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 센서 시스템의 다른 실시예에 따라, 센서 시스템은 또한 제어 장치에 연결된 신호 출력 장치를 포함할 수 있다. 상기 신호 출력 장치는 바람직하게는 침입 시도의 검출시 특정 경보 거동을 프로그래밍하도록 미리 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 센서 시스템의 다른 실시예에 따라, 신호 출력 장치는 경보 신호를 센서 시스템의 출력 인터페이스를 통해 경보 발생기로 출력하도록 설계될 수 있다. 이는 예를 들면 인-하우스 경보 시스템 또는 도어의 영역 내에 있는 그 밖의 경보 발생기에 센서 시스템의 접속을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 센서 시스템의 대안적 실시예에 따라, 신호 출력 장치는 무선 통신을 통해 경보 신호를 경보 발생기로 출력하도록 설계될 수 있다. 이는 예컨대 무선을 통한 사설 보안업체와 같은 보안업자 또는 경찰에 의한 경보 또는 이동 무선을 통한 이동 단말기에 의한 정보 알림을 가능하게 한다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 도어의 내부 영역 내에 배치되며, 도어의 외부 영역에 자계를 발생시키고 록킹 시스템의 권한 없는 개방 시도 시에 경보 신호를 출력하도록 설계된 본 발명에 따른 센서 시스템, 및 록킹 시스템을 포함하는 도어가 제공된다.
본 발명의 실시예들의 다른 특징들 및 장점들은 첨부한 도면을 참고로 하는 하기 설명에 제시된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 록킹 시스템 및 센서 시스템을 구비한 도어의 개략도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 록킹 시스템용 센서 시스템의 일 실시예의 개략도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 록킹 시스템에서의 조작의 검출 방법의 개략도.
본 발명의 의미에서 도어들은, 개구를 포함하는 구조적 조치와 관련해서 내부 영역을 외부 영역과 구분할 수 있게 하며 상기 개구를 통한 선택적 통과를 가능하게 하는, 벽들, 담들 또는 통로들 내의 개구들을 가역적으로 록킹하기 위한 모든 장치를 포함한다. 이 경우, 도어들은 창과 같은 게이트, 포털, 갭, 차단부 또는 그 밖의 개방되는 통로 배리어를 포함할 수 있다. 본 발명의 의미에서, 도어들은 모든 종류의 록킹 메커니즘을 포함할 수 있고, 예컨대 스톱 도어, 폴딩 도어, 슬라이딩 도어 또는 다른 타입의 도어가 있다.
본 발명의 의미에서 록킹 시스템들은 정당한 접근 열쇠를 가지고 사용하는 특정인에게 록킹 시스템을 구비한 배리어의 개방을 허용하고, 다른 사람들에게는 개방을 거절하기 위해 사용되는 모든 차단 시스템을 포함한다. 특히, 본 발명의 의미에서 록킹 시스템은 예컨대 핀 자물쇠, 실린더 자물쇠, 분트바르트(Buntbart) 자물쇠, 디스크 자물쇠, 브라마(Bramah) 자물쇠 또는 유사한 타입의 자물쇠를 포함할 수 있다.
도 1은 록킹 시스템(3) 및 센서 시스템(10)을 구비한 도어(1)를 도시한다. 이 경우, 도 1a는 내부면으로부터 바라본 도어(1)의 정면도인 한편, 도 1b는 도어의 측면도이다. 도어(1)는 예컨대 도어 핸들(2) 또는 래치(2)를 포함하는 아파트 문 또는 출입문일 수 있다. 래치(2) 아래, 예컨대 실린더 록과 같은 록킹 시스템(3)이 배치될 수 있고, 상기 록킹 시스템은 적절한 열쇠를 통해 열쇠 구멍 내로 삽입 및 적절한 회전 운동에 의해 개방될 수 있어서, 도어(1)를 통한 접근이 이루어진다. 도 1의 실시예에서, 도어(1)는 힌지를 중심으로 선회될 수 있는 스톱 도어이다.
록킹 시스템(3) 아래, 센서 시스템(10)이 배치될 수 있다. 센서 시스템(10)은 도어(1)의 다른 면 상에 연장하는 영역 내의 자계를 검출하는 자계 센서를 포함한다. 예시적인 연장 영역(B)은 도 1b에 도시되어 있고, 센서 시스템(10)은 도어(1)의 내부면(4)에, 즉 예컨대 아파트의 내부에 배치되고, 검출된 자계(B)는 도어(1)의 외부 영역(5) 내에서 연장된다. 검출된 자계(B)의 연장 영역은 자계 센서 둘레에 수 센티미터 내지 약 1 미터일 수 있다. 지구 자계, 센서 시스템의 전자 장치의 자계 및/또는 다른 컴포넌트들의 자계의 중첩으로 인해, 통상 록킹 시스템의 영역에 항상 자계 센서에 의해 검출될 수 있는 자계가 있다. 이 경우, 자계의 절대 크기가 아니라, 시간에 따른 자계의 변화가 중요하다.
센서 시스템(10)은 또한 도어(1)의 가속 또는 변위(A)를 적어도 2차원으로 검출하는 가속 센서를 포함한다. 상기 가속 또는 변위(A)는 도어(1)의 선회 방향을 따른 가속 또는 변위(A)일 수 있지만, 도어(1)의 상승 및 하강 또는 도어(1)의 연장 면을 따른 측면 운동도 검출될 수 있다.
도어(1)를 통해 권한 없는 접근을 하려는 사람의 접근 시에, 이는 록피킹(lockpicking) 시도의 경우 금속 공구에 의해 이루어진다. 공구가 록킹 시스템(3)의 근처로 들어가면, 자계(B)가 변하므로, 자계 센서가 이 변화를 검출하고 기록할 수 있다. 록피킹 시도 시에, 가속 센서에 의해 기록되는, 도어(1)의 추가로 생긴 특성적 이동에 의해, 가속 센서 및 자계 센서의 신호들의 상관된 평가에 의해 침입 또는 침입 시도가 검출될 수 있다.
이에 추가로, 센서 시스템(10) 내에 (도시되지 않은) 회전율 센서가 조립될 수 있으므로, 스톱 도어(1)에서 개방 각의 검출이 개선될 수 있다.
도 2는 록킹 시스템, 예컨대 도 1의 록킹 시스템(3)용 센서 시스템(10)의 실시예를 개략도로 도시한다. 센서 시스템(10)은 예컨대 도어(1) 상에 배치될 수 있거나 또는 도어(1) 내로, 예컨대 도 1의 도어(1) 내로 조립될 수 있다.
센서 시스템은 도어(1)의 운동을 적어도 2차원으로 검출하도록 설계된 가속 센서(11)를 포함한다. 또한, 센서 시스템은 록킹 시스템(3)의 영역에서 자계(B)를 발생시키고 자계(B)의 변화를 검출하도록 설계된 자계 센서(12)를 포함한다. 가속 센서(11) 및 자계 센서(12)는 제어 장치(13)에 연결된다. 제어 장치(13)는 도어(1)의 검출된 운동으로부터 시간 분해 가속 프로파일을 그리고 자계(B)의 검출된 변화로부터 시간 분해 자계 변화 프로파일을 기록하도록 설계된다. 상기 2개의 프로파일들은 제어 장치(13)에 의해 상관될 수 있어서, 프로파일 상관과 미리 정해질 수 있는 상관 시그니처의 비교가 이루어질 수 있고, 프로파일 상관이 상관 시그니처와 일치하면 경보 신호가 출력될 수 있다.
제어 장치(13)는 예컨대 마이크로 컨트롤러 또는 마이크로 프로세서를 포함할 수 있고, 상기 마이크로 컨트롤러 또는 마이크로 프로세서는 하나 또는 다수의 미리 정해질 수 있는 상관 시그니처가 저장될 수 있는 메모리 영역(14)을 포함한다. 상관 시그니처들은 예컨대 록피킹 공격에 의한 경험적 자계 테스트에 의해 작성될 수 있다. 물론, 도어(1) 내로 조립시 또는 도어(1) 상에 부착시, 도어(1)의 주변의 각각의 국부적 조건을 고려한 센서 시스템(10)의 교정도 이루어질 수 있다. 때때로 센서 시스템(10)의 재교정이 이루어질 수 있고, 이 경우 상관 시그니처들이 덮어쓰기 또는 업데이트될 수 있다. 제어 장치(13)는 또한 센서들(11 및 12) 중 하나를 고정 검출 센서로서 작동시킬 수 있는 한편, 2개의 센서들(11 및 12) 중 다른 하나는 록피킹을 이용한 침입 시도를 감시하는 신호 패턴이 고정 검출 센서에 의해 검출될 때만 접속 또는 활성화된다. 2개의 센서들 중 접속된 센서는 상기 신호 패턴의 타당화를 위해 사용될 수 있다. 이는 센서 시스템(10)의 전력 소비를 줄일 수 있다. 대안으로서, 예컨대 더 확실한 모니터링이 필요한 경우, 2개의 센서(11 및 12)가 고정 작동으로 유지될 수 있다.
센서 시스템(10)은 또한 신호 출력 장치(15)를 포함할 수 있고, 상기 신호 출력 장치(15)는 제어 장치(13)에 연결되며 센서 시스템(10)의 출력 인터페이스(16)를 통해 경보 발생기(18)로 경보 신호를 출력한다. 경보 발생기는 예컨대 광학적 또는 음향적 발생기 장치, 예컨대 경보 시스템, 사이렌, LED 또는 유사한 장치를 포함할 수 있다. 이에 대한 대안으로서 또는 추가로, 신호 출력 장치(15)는 도면 부호 17로 표시된 무선 통신에 의해 경보 신호를 경보 발생기(18) 또는 다른 장치로 출력하도록 설계된다. 예컨대, 센서 시스템의(10)의 사용자는 그 이동 단말기의 앱, SMS 또는 호출에 의해 검출된 침입 시도에 대한 정보를 받을 수 있다. 또한, 무선 통신에 의해 경보가 보안 업체 또는 경찰서로 송출될 수 있다.
도 3은 도어의 록킹 시스템에서 록피킹을 이용한 조작 또는 침입 시도를 검출하기 위한 예시적인 방법(20)을 개략도로 도시한다. 상기 방법(20)은 예컨대 도 2의 센서 시스템(10)에 의해 도 1의 록킹 시스템(3)을 모니터링하기 위해 사용될 수 있다.
제 1 단계(21)에서, 도어 이동의 시간 분해 검출이 적어도 2차원으로 이루어질 수 있다. 이로부터 단계(22)에서, 검출된 이동에 기초한 시간 분해 가속 프로파일이 작성될 수 있다. 단계(23)에서 록킹 시스템의 영역에서의 자계가 검출될 수 있으므로, 단계(24)에서 자계의 변화가 시간 분해되어 검출될 수 있다. 이로부터, 단계(25)에서 시간 분해 자계 변화 프로파일이 작성될 수 있다.
2개의 프로파일들, 즉 가속 프로파일 및 자계 변화 프로파일이 단계(26)에서 상관될 수 있으므로, 단계(27)에서 프로파일 상관과 미리 정해질 수 있는 상관 시그니처의 비교가 예컨대 마이크로 프로세서 또는 마이크로 컨트롤러에서 이루어질 수 있다. 프로파일 상관과 상관 시그니처가 일치하면, 단계(28)에서 록피킹을 이용한 침입 또는 침입 시도의 검출을 신화화하는 경보 신호가 출력될 수 있다. 현재 모든 록피킹 공구들은 이 조치에 의해 확실하고 신속하게 검출될 수 있다.
1 도어
3 록킹 시스템
4 내부 영역
5 외부 영역
10 센서 시스템
11 가속 센서
12 자계 센서
13 제어 장치
14 메모리 영역
15 신호 출력 장치
17 무선 통신
18 경보 발생기

Claims (8)

  1. 도어(1)의 록킹 시스템(3)용 센서 시스템(10)으로서,
    상기 도어(1)의 이동을 적어도 2차원으로 검출하도록 설계된 가속 센서(11);
    상기 록킹 시스템(3)의 영역에서 자계(B)를 검출하고 상기 자계(B)의 변화를 검출하도록 설계된 자계 센서(12); 및
    상기 가속 센서(11) 및 상기 자계 센서(12)에 연결되며, 상기 도어(1)의 검출된 이동으로부터 시간 분해 가속 프로파일을 기록하고, 상기 자계(B)의 검출된 변화로부터 시간 분해 자계 변화 프로파일을 기록하며, 상기 가속 프로파일을 상기 자계 변화 프로파일과 상관시키며, 프로파일 상관을 미리 정해질 수 있는 상관 시그니처와 비교하고, 상기 프로파일 상관과 상기 상관 시그니처가 일치하면 경보 신호를 출력하도록 설계된 제어 장치(13);를 포함하는 센서 시스템(10).
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 장치(13)는 마이크로 컨트롤러 또는 마이크로 프로세서를 포함하는, 센서 시스템(10).
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제어 장치(13)는 하나 또는 다수의 미리 정해질 수 있는 상관 시그니처를 저장하도록 설계된 메모리 영역(14)을 포함하는, 센서 시스템(10).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 장치(13)에 연결된 신호 출력 장치(15)가 제공되는, 센서 시스템(10).
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 신호 출력 장치(15)는 상기 센서 시스템(10)의 출력 인터페이스(16)를 통해 경보 발생기(18)로 경보 신호를 출력하도록 설계되는, 센서 시스템(10).
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 신호 출력 장치(15)는 무선 통신(17)을 통해 경보 발생기(18)로 경보 신호를 출력하도록 설계되는, 센서 시스템(10).
  7. 도어(1)로서,
    록킹 시스템(3); 및
    상기 도어(1)의 내부 영역(4) 내에 배치되며, 상기 도어(1)의 외부 영역(5)에 자계(B)를 검출하고 상기 록킹 시스템(3)의 권한 없는 개방 시도 시에 경보 신호를 출력하도록 설계된 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 센서 시스템
    을 포함하는, 도어(1).
  8. 도어(1)의 록킹 시스템(3)에서의 조작을 검출하기 위한 방법(20)으로서,
    상기 도어(1)의 이동을 적어도 2차원으로 시간 분해 검출하는 단계(21),
    검출된 이동을 기초로 시간 분해 가속 프로파일을 기록하는 단계(22),
    상기 록킹 시스템(3)의 영역 내의 자계(B)를 검출하는 단계(23),
    상기 자계(B)의 변화를 시간 분해 검출하는 단계(24),
    시간 분해된 자계 변화 프로파일을 기록하는 단계(25),
    상기 가속 프로파일과 상기 자계 변화 프로파일을 상관시키는 단계(26),
    프로파일 상관과 미리 정해질 수 있는 상관 시그니처를 비교하는 단계(27),
    및
    상기 프로파일 상관과 상기 상관 시그니처가 일치하면 경보 신호를 출력하는 단계(28)를 포함하는, 방법(20).
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