TW202219906A - 具數位多鎖頭架構的配對認證系統及數位裝置,及其配對認證方法 - Google Patents
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Abstract
一種具有數位多鎖頭架構的配對認證系統,包含一第一裝置以及一第二裝置。該第一裝置包含一第一鎖頭資訊以及一第二鎖頭資訊,該第一鎖頭資訊以及該第二鎖頭資訊分別可被一第一鑰匙資訊以及一第二鑰匙資訊驗證、上鎖以及解鎖。該第一鎖頭資訊於一第一時段啟用且於一第二時段停用,該第二鎖頭資訊於該第二時段啟用,且該第一時段先於該第二時段。該第二裝置可與該第一裝置建立連線以解鎖該第一裝置。該第二裝置包含該第二鑰匙資訊。該第一鑰匙資訊於該第一時段使用且於該第二時段不使用,該第二鑰匙資訊於該第二時段使用。
Description
本發明關於具數位多鎖頭架構的配對認證系統及數位裝置,及其配對認證方法,尤指可驗證、上鎖以及解鎖複數個鎖頭資訊以提高安全性之具數位多鎖頭架構的配對認證系統及數位裝置,及其配對認證方法。
在當前的應用場景中,可用機械式鎖頭搭配傳統鑰匙,以開鎖或上鎖欲保護之裝置,例如車輛或閘門等。此種傳統的解決方案有諸多缺點,例如,使用者被迫保管鑰匙,容易導致遺失,也造成管理上之不便,更無法支援遙控或遠端操作。
有鑑於此,本領域另有無線鑰匙扣及鎖頭之解決方案。使用者可用鑰匙扣,透過無線訊號解鎖或上鎖鎖頭,以提高便利程度。然而,即便使用此方案,仍有不便之處。
以車輛門鎖為例,當鑰匙扣遺失時,使用者必須將車駕回或拖吊回車廠,將車門的鎖頭予以更換,且須購買對應之新鑰匙扣,日後方可解鎖或上鎖車輛,以及避免車輛被取得舊鑰匙扣之人士竊取。
因此,當前的門鎖系統既難保障安全,又造成諸多不便,本領域仍缺適宜的解決方案,以提高安全性與便利性。
實施例提供一種具有數位多鎖頭架構的配對認證系統,包含一第一裝置以及一第二裝置。該第一裝置包含一第一鎖頭資訊以及一第二鎖頭資訊,該第一鎖頭資訊以及該第二鎖頭資訊分別可被一第一鑰匙資訊以及一第二鑰匙資訊驗證、上鎖以及解鎖,該第一鎖頭資訊於一第一時段啟用且於一第二時段停用,該第二鎖頭資訊於該第二時段啟用,其中該第一時段先於該第二時段。該第二裝置可與該第一裝置建立連線以解鎖該第一裝置,該第二裝置包含該第二鑰匙資訊。該第一鑰匙資訊於該第一時段使用且於該第二時段不使用,該第二鑰匙資訊於該第二時段使用。
另一實施例提供一種具有數位多鎖頭架構的數位裝置,包含一第一鎖頭資訊及一第二鎖頭資訊。該第一鎖頭資訊可被一第一鑰匙資訊驗證、上鎖以及解鎖,該第一鎖頭資訊於一第一時段啟用且於一第二時段停用。該第二鎖頭資訊可被一第二鑰匙資訊驗證、上鎖以及解鎖,該第二鎖頭資訊於該第二時段啟用,其中該第一時段先於該第二時段。該數位裝置可與一數位鑰匙建立連線以被該數位鑰匙解鎖,該第一鑰匙資訊以及該第二鑰匙資訊選擇性地儲存於該數位鑰匙內。該第一鑰匙資訊於該第一時段使用且於該第二時段不使用,該第二鑰匙資訊於該第二時段使用。
另一實施例提供一種用於數位多鎖頭架構的配對認證方法,包含於一第一裝置中,一第一鎖頭資訊以及一第二鎖頭資訊分別可被一第一鑰匙資訊以及一第二鑰匙資訊驗證、上鎖以及解鎖,該第一鎖頭資訊於一第一時段啟用且於一第二時段停用,該第二鎖頭資訊於該第二時段啟用,且該第一時段先於該第二時段;提供該第二鑰匙資訊至一第二裝置;於該第二時段中,於該第一裝置上停用該第一鎖頭資訊及啟用該第二鎖頭資訊;以及該第二裝置以該第二鑰匙資訊解鎖該第一裝置。其中該第一鑰匙資訊於該第一時段使用且於該第二時段不使用,該第二鑰匙資訊於該第二時段使用。
本文中,使用一資訊指該資訊處於被使用(in use)之狀態;不使用一資訊指該資訊處於不被使用(not in use)之狀態;啟用(activate)一資訊指該資訊由不可用之狀態被轉為可用的狀態;而停用(deactivate)一資訊指該資訊由可用之狀態被轉為不可用之狀態。本文中,每筆鎖頭資訊可視為一數位鎖頭(或簡稱鎖頭),且每筆鑰匙資訊可視為一數位鑰匙(或簡稱鑰匙)。
第1圖為實施例中,具有數位多鎖頭架構的配對認證系統100的示意圖。第2圖為第1圖之配對認證系統100的鎖頭資訊及鑰匙資訊之狀態的時脈圖。配對認證系統100包含第一裝置110以及第二裝置120。舉例而言,第一裝置110可為具有數位多鎖頭架構的數位裝置,包含(但不限於)交通載具、無人載具、工業機具、農業機具、保全設備、門鎖裝置及/或需經解鎖才可啟動之機具。第二裝置120可為數位鑰匙,包含(但不限於)手機、鑰匙扣裝置、平板電腦或移動智慧裝置等。
如第1圖所示,第一裝置110包含第一鎖頭資訊L1以及第二鎖頭資訊L2,第一鎖頭資訊L1以及第二鎖頭資訊L2可分別被第一鑰匙資訊K1以及第二鑰匙資訊K2驗證、上鎖以及解鎖。第一鎖頭資訊L1於第一時段T1啟用且於第二時段T2停用,而第二鎖頭資訊L2於第二時段T2啟用,其中第一時段T1先於第二時段T2。數位裝置(如第一裝置110)可與數位鑰匙(如第二裝置120)建立連線以被數位鑰匙解鎖,第一鑰匙資訊K1以及第二鑰匙資訊K2可選擇性地儲存於數位鑰匙內。
第二裝置120可與第一裝置110建立連線CT以解鎖第一裝置110。第二裝置120包含第二鑰匙資訊K2。第一鑰匙資訊K1於第一時段T1使用且於第二時段T2不使用,且第二鑰匙資訊K2於第二時段T2使用。
舉例而言,於第一時段T1中,使用者可持可攜裝置105(如手機或鑰匙扣)以與第一裝置110(如汽車或機車)建立連線,以使用第一鑰匙資訊K1解鎖第一裝置110。於第一時段T1中,第一鎖頭資訊L1可用以解鎖及上鎖第一裝置110,且第一鑰匙資訊K1可儲存於可攜裝置105。
當可攜裝置105遺失或因其他原因不再允許透過第一鑰匙資訊K1對第一裝置110解鎖或上鎖(於第1圖以打叉示意),則於第二時段T2中,為了避免非特定人因持有可攜裝置105而可解鎖第一裝置110,使用者可持第二裝置120,且藉由下載等方式使第二裝置120包含第二鑰匙資訊K2,以於晚於第一時段T1的第二時段T2,使用第二裝置120及第二鑰匙資訊K2解鎖第一裝置110。
根據實施例,如第1圖所示,配對認證系統100可另包含伺服器155。伺服器155可透過有線及/或無線之路徑鏈結(linked)於第二裝置120,用以提供第二鑰匙資訊K2至第二裝置120。舉例來說,若伺服器155為機車廠商的原廠網站伺服器,則使用者可連線到原廠網站,執行適宜的確認步驟後,下載第二鑰匙資訊K2至第二裝置120。
關於第一裝置110中,於第二時段T2停用第一鎖頭資訊L1且改為啟用第二鎖頭資訊L2,可採用下述方式。
第3圖為實施例中,以主動式方式更換第一裝置110之數位鎖頭的示意圖。如第3圖所示,伺服器155可鏈結於第二裝置120,以提供換鎖命令CMD至第二裝置120。第二裝置120可另根據換鎖命令CMD通知第一裝置110,以停用第一鎖頭資訊L1並啟用第二鎖頭資訊L2,以更換鎖頭。第3圖中,停用第一鎖頭資訊L1以打叉示意。
換言之,伺服器155提供的換鎖命令CMD可直接指定啟用第二鑰匙資訊K2所對應之鎖頭,若第一裝置110儲存有多個鎖頭資訊,則根據第3圖的操作,可直接指定特定鎖頭,而不限於須依序使用該多個鎖頭。
根據實施例,由於此時的第二裝置120對於第一裝置110而言,可能為初次連結之裝置(例如使用者剛購買之新手機),故第一裝置110(如車輛)可先行驗證第二裝置120(如手機)的身份合法性,待確認後,再檢查由第二裝置120傳送的換鎖命令是否在預存的命令集合內,若是,才可更換鎖頭。藉此,可提高安全性。第3圖中,因更換鎖頭之邏輯判斷位於伺服器155,故對遠端伺服器而言,可視為「主動式」的換鎖操作。
第4圖為另一實施例中,以被動式方式更換第一裝置110之數位鎖頭的示意圖。第4圖中,當第一裝置110與第二裝置120連線時,第二裝置120可通知第一裝置110第二鑰匙資訊K2已使用。第一裝置110即可對應地停用第一鎖頭資訊L1及啟用第二鎖頭資訊L2。第4圖中,停用第一鎖頭資訊L1以打叉示意。
如第4圖所示,第一鎖頭資訊L1可對應於第一序號N1,第二鎖頭資訊L2可對應於第二序號N2,且第二序號N2接續於第一序號N1。
具體而言,第4圖中,第二裝置120(如手機)可直接以第二鑰匙資訊K2對第一裝置110(如車輛)進行驗證,第一裝置110被新的鑰匙驗證時,發現沒有跳號(就是本來是第一序號N1的鎖頭,現在被第二序號N2的鎖頭的鑰匙驗證)時,則第二裝置120通知第一裝置110第二鑰匙資訊K2已使用才為合法,才會對應地停用第一鎖頭資訊L1及啟用第二鎖頭資訊L2。
藉此機制,可更保障安全性。舉例而言,若第二裝置120通知第一裝置110更換鎖頭,但第二裝置120通知第一裝置110啟用之鎖頭,其對應的序號並非接續於第一序號N1,則第一裝置110可判斷此次通知不合法,而不更換鎖頭,也不允許第二裝置120將之解鎖或上鎖。
對使用者而言,第4圖為高度便利的應用場景,舉例來說,使用者只要手持具有合法的第二鑰匙資訊K2之第二裝置120(如手機)靠近第一裝置110(如車輛),第一裝置110即可自動進行驗證及解鎖,研發者可另設計適宜的應用介面通知及引導使用者,以加強使用的體驗。
第4圖係以第一裝置110具有兩鎖頭為例,但根據實施例,第一裝置110可具有第三鎖頭、第四鎖頭,乃至第n鎖頭,且配對認證系統100可包含對應的第三鑰匙、第四鑰匙,乃至第n鑰匙,其中n為正整數且n>1。根據第4圖之換鎖操作,若使用者後續又因故而須更換鎖頭及鑰匙,可依序號使用下一組鑰匙及鎖頭,及至最後一組鑰匙及鎖頭被使用後,若又須更換鎖頭及鑰匙,則可再回頭使用第一組鎖頭及鑰匙。此種依序更換鎖頭及鑰匙之方式,可稱為「有向循環法」。
第4圖中,因更換鎖頭之邏輯判斷位於第一裝置110,故對遠端伺服器而言,可視為「被動式」的換鎖操作。
當第一裝置110與第二裝置120連線後,第一裝置110可驗證第二鑰匙資訊K2,其中當第一裝置110成功驗證第二鑰匙資訊K2時,第一裝置110才會對應地停用第一鎖頭資訊L1及啟用第二鎖頭資訊L2。根據實施例,可於第一裝置110綁定多組鑰匙憑證之訊息摘要,每一鑰匙憑證之訊息摘要對應於一數位鎖頭。當第一裝置110與第二裝置120連線,第二裝置120可提供鑰匙憑證給第一裝置110,以使第一裝置110檢查鑰匙憑證之訊息摘要是否對應於內建的多個鎖頭之一,以驗證鑰匙憑證是否為合法簽發。驗證訊息摘要後,第二裝置120還要面對驗證挑戰,以證明其身分合法性,驗證挑戰可如後文之第7圖及第8圖所述。
第5圖為實施例中,配對認證系統100另包含第三裝置130的示意圖。如第3圖所示,配對認證系統100可另包含第三裝置130。第二裝置120可用來與第三裝置130建立連線CT3並將第二鑰匙資訊K2傳送至第三裝置130。舉例來說,第三裝置130可包含(但不限於)手機、鑰匙扣裝置、平板電腦或移動智慧裝置等。
當使用者將儲存於第二裝置120之第二鑰匙資訊K2傳送到第三裝置130後,則第三裝置130可作為備份或供另一使用者持用,以提高便利性。第三裝置130可與第一裝置110建立連線CT2,以使用第二鑰匙資訊K2驗證、解鎖及上鎖第一裝置110之第二鎖頭資訊L2。
舉例而言,第5圖中,第二裝置120可為具網路功能之手機,故可從伺服器155下載第二鑰匙資訊K2、或啟用第二鑰匙資訊K2之命令(若第二鑰匙資訊K2原先已儲存於手機)。而第三裝置130可為較簡易的裝置,例如鑰匙扣等,且第三裝置130可透過預設的連線CT3從第二裝置120取得第二鑰匙資訊K2。此情境中,第三裝置130可不須連線到伺服器155,故可不具有連線到伺服器之網路功能。因第三裝置130之構造與功能可較簡易,故可提高配對認證系統100的設計靈活度,及減少硬體需求。
本文所述的鑰匙資訊(如第一鑰匙資訊K1以及第二鑰匙資訊K2)及鎖頭資訊(如第一鎖頭資訊L1以及第二鎖頭資訊L2)可根據相同的憑證頒發機構(Certificate Authority,CA)所發放之根憑證而產生,藉由密碼學及憑證之連鎖信任的原理,可有效保障鑰匙及鎖頭之間的安全性與正確性。第1圖及第3圖至第5圖中的連線CT、CT2與CT3可為(但不限於)藍牙、ZigBee、Wi-Fi、射頻或近場通訊之連線。
第6圖為實施例中,用於數位多鎖頭架構的配對認證方法600的流程圖。如第1圖至第5圖所示,配對認證方法600可包含以下步驟:
步驟605:於第一裝置110中,第一鎖頭資訊L1以及第二鎖頭資訊L2分別可被第一鑰匙資訊K1以及第二鑰匙資訊K2驗證、上鎖以及解鎖,第一鎖頭資訊L1於第一時段T1啟用且於第二時段T2停用,第二鎖頭資訊L2於第二時段T2啟用,且第一時段T1先於第二時段T2;
步驟610:提供第二鑰匙資訊K2至第二裝置120;
步驟620:於第二時段T2中,於第一裝置110上停用第一鎖頭資訊L1及啟用第二鎖頭資訊L2;以及
步驟630:第二裝置120以第二鑰匙資訊K2解鎖第一裝置110。
步驟610中,如第1圖所示,可由伺服器155提供第二鑰匙資訊K2至第二裝置120。根據實施例,步驟620可如第3圖所示,以上述「主動式」方式,根據伺服器155之換鎖命令CMD,以更換鎖頭。根據另一實施例,步驟620可如第4圖所示,以上述「被動式」方式,根據位於第一裝置110中的更換鎖頭之邏輯判斷,以更換鎖頭。
第7圖為步驟630中,第二裝置120以第二鑰匙資訊K2解鎖第一裝置110的示意圖。第8圖為步驟630中,第二裝置120以第二鑰匙資訊K2解鎖第一裝置110的流程圖。如第7圖及第8圖所示,步驟630可包含以下操作:
步驟810:第二裝置120傳送第一公鑰資訊PK1至第一裝置110,以執行第一計算;
步驟820:第一裝置110傳送第二公鑰資訊PK2至該第二裝置120,以執行第二計算;以及
步驟830:當第一計算及第二計算之結果正確,第二鑰匙資訊K2可解鎖第一裝置110。
總上,實施例提供之具數位多鎖頭架構的配對認證系統及數位裝置,及其配對認證方法,可安全且便利地配對、驗證及更換數位鑰匙及數位鎖頭。舉例來說,當鑰匙扣遺失,使用者可不須將車輛駕回原廠更換數位鎖頭,藉由遠端服務,即可安全地更換鎖頭及鑰匙,實施例也提供主動式及被動式之解決方案,且可支援複製鑰匙資訊至其他裝置(例如第三裝置130),故可有效提高設計彈性及便利性。因此,對於處理本領域的難題,實有助益。
以上所述僅為本發明之較佳實施例,凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾,皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100:配對認證系統
105:可攜裝置
110:第一裝置
120:第二裝置
130:第三裝置
155:伺服器
600:配對認證方法
605,610,620,630,810,820,830:步驟
CMD:換鎖命令
CT,CT2,CT3:連線
K1:第一鑰匙資訊
K2:第二鑰匙資訊
L1:第一鎖頭資訊
L2:第二鎖頭資訊
N1:第一序號
N2:第二序號
PK1:第一公鑰資訊
PK2:第二公鑰資訊
T1:第一時段
T2:第二時段
第1圖為實施例中,具有數位多鎖頭架構的配對認證系統的示意圖。
第2圖為第1圖之配對認證系統的鎖頭資訊及鑰匙資訊之狀態的時脈圖。
第3圖為實施例中,以主動式方式更換第一裝置之鎖頭的示意圖。
第4圖為另一實施例中,以被動式方式更換第一裝置之數位鎖頭的示意圖。
第5圖為實施例中,配對認證系統另包含第三裝置的示意圖。
第6圖為實施例中,用於數位多鎖頭架構的配對認證方法的流程圖。
第7圖為第6圖中,第二裝置以第二鑰匙資訊解鎖第一裝置的示意圖。
第8圖為第6圖及第7圖中,第二裝置以第二鑰匙資訊解鎖第一裝置的流程圖。
100:配對認證系統
105:可攜裝置
110:第一裝置
120:第二裝置
155:伺服器
CT:連線
K1:第一鑰匙資訊
K2:第二鑰匙資訊
L1:第一鎖頭資訊
L2:第二鎖頭資訊
Claims (20)
- 一種具有數位多鎖頭架構的配對認證系統,包含: 一第一裝置,包含一第一鎖頭資訊以及一第二鎖頭資訊,該第一鎖頭資訊以及該第二鎖頭資訊分別可被一第一鑰匙資訊以及一第二鑰匙資訊驗證、上鎖以及解鎖,該第一鎖頭資訊於一第一時段啟用且於一第二時段停用,該第二鎖頭資訊於該第二時段啟用,其中該第一時段先於該第二時段;以及 一第二裝置,可與該第一裝置建立連線以解鎖該第一裝置,該第二裝置包含該第二鑰匙資訊; 其中該第一鑰匙資訊於該第一時段使用且於該第二時段不使用,該第二鑰匙資訊於該第二時段使用。
- 如請求項1所述的配對認證系統,另包含: 一伺服器,鏈結於該第二裝置,用以提供該第二鑰匙資訊至該第二裝置。
- 如請求項1所述的配對認證系統,另包含: 一伺服器,鏈結於該第二裝置,用以提供一換鎖命令至該第二裝置; 其中該第二裝置另用以根據該換鎖命令通知該第一裝置,以停用該第一鎖頭資訊並啟用該第二鎖頭資訊。
- 如請求項1所述的配對認證系統,其中: 當該第一裝置與該第二裝置連線時,該第二裝置用以通知該第一裝置該第二鑰匙資訊已使用,該第一裝置對應地停用該第一鎖頭資訊及啟用該第二鎖頭資訊;以及 該第一鎖頭資訊對應於一第一序號,該第二鎖頭資訊對應於一第二序號,且該第二序號接續於該第一序號。
- 如請求項1之配對認證系統,其中該第二裝置為一移動智慧裝置或一鑰匙扣裝置。
- 如請求項1之配對認證系統,另包含: 一第三裝置,該第二裝置用來與該第三裝置建立連線並將該第二鑰匙資訊傳送至該第三裝置。
- 如請求項1所述的配對認證系統,其中該第一鑰匙資訊、該第二鑰匙資訊、該第一鎖頭資訊及該第二鎖頭資訊為根據一憑證頒發機構發放之一根憑證而產生的數位憑證資訊。
- 如請求項1所述的配對認證系統,其中該第二裝置透過藍牙、ZigBee、Wi-Fi、射頻或近場通訊與該第一裝置建立連線。
- 一種具有數位多鎖頭架構的數位裝置,包含: 一第一鎖頭資訊,該第一鎖頭資訊可被一第一鑰匙資訊驗證、上鎖以及解鎖,該第一鎖頭資訊於一第一時段啟用且於一第二時段停用;以及 一第二鎖頭資訊,該第二鎖頭資訊可被一第二鑰匙資訊驗證、上鎖以及解鎖,該第二鎖頭資訊於該第二時段啟用,其中該第一時段先於該第二時段; 其中該數位裝置可與一數位鑰匙建立連線以被該數位鑰匙解鎖,該第一鑰匙資訊以及該第二鑰匙資訊選擇性地儲存於該數位鑰匙內; 其中該第一鑰匙資訊於該第一時段使用且於該第二時段不使用,該第二鑰匙資訊於該第二時段使用。
- 如請求項9所述的數位裝置,其中該數位鑰匙用以提供一換鎖命令至該數位裝置,據以停用該第一鎖頭資訊並啟用該第二鎖頭資訊。
- 如請求項9所述的數位裝置,其中該數位鑰匙通知該數位裝置該第二鑰匙資訊已使用,且該數位裝置對應地停用該第一鎖頭資訊及啟用該第二鎖頭資訊,其中該第一鎖頭資訊對應於一第一序號,該第二鎖頭資訊對應於一第二序號,且該第二序號接續於該第一序號。
- 如請求項9所述的數位裝置,其中該數位裝置透過藍牙、ZigBee、Wi-Fi、射頻或近場通訊與該數位鑰匙建立連線。
- 如請求項9所述的數位裝置,其中該數位裝置為交通載具、無人載具、工業機具、農業機具、保全設備、門鎖裝置及/或需經解鎖而啟動之機具。
- 一種用於數位多鎖頭架構的配對認證方法,包含: 於一第一裝置中,一第一鎖頭資訊以及一第二鎖頭資訊分別可被一第一鑰匙資訊以及一第二鑰匙資訊驗證、上鎖以及解鎖,該第一鎖頭資訊於一第一時段啟用且於一第二時段停用,該第二鎖頭資訊於該第二時段啟用,且該第一時段先於該第二時段; 提供該第二鑰匙資訊至一第二裝置; 於該第二時段中,於該第一裝置上停用該第一鎖頭資訊及啟用該第二鎖頭資訊;以及 該第二裝置以該第二鑰匙資訊解鎖該第一裝置; 其中該第一鑰匙資訊於該第一時段使用且於該第二時段不使用,該第二鑰匙資訊於該第二時段使用。
- 如請求項14之配對認證方法,另包含: 一伺服器提供該第二鑰匙資訊至該第二裝置。
- 如請求項14之配對認證方法,另包含: 一伺服器提供一換鎖命令至該第二裝置;以及 該第二裝置根據該換鎖命令通知該第一裝置,以停用該第一鎖頭資訊並啟用該第二鎖頭資訊。
- 如請求項14之配對認證方法,另包含: 當該第一裝置與該第二裝置連線時,該第二裝置通知該第一裝置該第二鑰匙資訊已使用; 該第一裝置檢查對應於該第二鑰匙資訊之該第二鎖頭資訊之一序號:以及 當該序號正確時,該第二裝置停用該第一鎖頭資訊及啟用該第二鎖頭資訊。
- 如請求項17之配對認證方法,另包含該第一裝置驗證該第二鑰匙資訊,其中當該第一裝置成功驗證該第二鑰匙資訊時,該第一裝置對應地停用該第一鎖頭資訊及啟用該第二鎖頭資訊。
- 如請求項14之配對認證方法,另包含: 該第二裝置與一第三裝置建立連線,且提供該第二鑰匙資訊至該第三裝置; 其中該第三裝置用以使用該第二鑰匙資訊解鎖該第一裝置。
- 如請求項14之配對認證方法,另包含: 根據一憑證頒發機構發放之一根憑證產生該第一鑰匙資訊、該第二鑰匙資訊、該第一鎖頭資訊及該第二鎖頭資訊。
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