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论文检测秘钥

2023-02-27 16:03 来源:学术参考网 作者:未知

论文检测秘钥

  可信计算的技术基础是公开密钥技术,公钥体制中密钥管理体系的安全性直接关系到整个可信计算平台的安全程度。其中EK、SRK、AIK等三类密钥管理是重点。本文着重分析了密钥的分类和结构,提出了密钥管理系统模型,基于该模型对所涉及密钥的生成、存储和销毁等重点环节进行了研究。
  关键词 可信计算;密钥;密钥管理

  1 引言
  传统的安全保护基本上以软件为基础,附以密钥技术,侧重以防为主。事实证明这种保护并不是非常可靠而且存在着被篡改的可能性。因此,在我国目前硬件、操作系统、安全等许多关键技术还严重依赖国外的情况下,对可信计算的要求迫切地摆在用户的面前。可信计算不同于传统的安全的概念,它将加密、解密、认证等基本的安全功能写入硬件芯片,并确保芯片中的信息不能在外部通过软件随意获取。
  在可信平台中,TPM等硬件是“信任根”,信任的建立是“链式展开”,从而实现身份证明、平台完整性度量、存储保护、远程证明等。这些功能的实现大多与各种密钥密切相关。比如,EK实现平台惟一身份标识,是平台的可信汇报根;SRK实现对数据和密钥的存储保护,是平台的可信存储根[1];AIK代替EK对运行环境测量信息进行签名从而提供计算平台环境的证言等等。可以说可信计算的技术基础就是公开密钥技术,公钥体制中密钥管理体系的安全性直接关系到整个应用系统的安全程度。因此,作为密码系统基本要素之一的密钥管理的好坏直接决定整个可信计算平台本身的安全性,是实现终端可信的核心环节,在整个可信计算体系中占有举足轻重的地位。
  2 密钥的分类和结构
  可信计算平台中用到的密钥分成以下几类:
  1) 背书密钥EK(Endorement Key)
  对应公钥、私钥分别表示为PUBEK、PRIVEK。其中私钥只存在于TPM中,且一个TPM对应惟一的EK。EK可以用来表明TPM属主身份和申请“证言身份证书 ”时使用,并不直接提供身份证明。
  2) 存储密钥SK(Storage Keys)
  用来提供数据和其它密钥的安全存储。其根密钥为SRK(Storage Root Key), 每个可信计算平台只对应一个惟一的SRK。
  3) 签名密钥(Signing Keys)
  非对称密钥,用来对普通数据和消息进行数字签名。
  4) 证言身份密钥AIK ( Attestation Identity Key)
  对应一组公私密钥对,专门对来源于TPM的数据进行签名,实现对运行环境测量信息进行签名从而提供计算平台环境的证言。每个可信计算平台没有限制AIK密钥的数量,但必须保证AIK密钥不会重复使用。
  5) 会话密钥:加密传输TPM之间的会话。
  在信息处理系统中,密钥的某些信息必须放在机器中,总有一些特权用户有机会存取密钥,这对密码系统的安全是十分不利的。解决这一问题的方法之一是研制多级密钥管理体制。在可信计算平台中,密钥分层体系如图1所示[2]。

  图1 密钥分层体系结构
  SRK作为一级密钥(也称主密钥),存储在安全区域,用它对二级密钥信息加密生成二级密钥。依次类推,父节点加密保护子节点,构成整个分层密钥树结构。在密钥分层树中,叶子节点都是各种数据加密密钥和实现数据签名密钥。这些动作都应该是连贯的密箱操作。相比之下,纯软件的加密系统难以做到密箱操作。但如果把主密钥、加密算法等关键数据、程序固化在硬件设备TPM中,就能解决密箱操作的难题。
  在整个密钥体系中,每个密钥在开始创建的时候都指定了固定的密钥属性。密钥按照属性不同分为:可移动密钥(Migratable Key)、不可移动密钥( Non- Migratable )[2]。可移动存储密钥并不局限于某个特定平台,可以由平台用户在平台之间互换而不影响信息交互。不可移动密钥则永久与某个指定平台关联,任何此类密钥泄漏到其它平台都将导致平台身份被假冒。不可移动密钥能够用来加密保护可移动密钥,反之则不行。
  3 密钥管理系统(KMS)模型
  密钥管理是可信计算实现技术中的重要一环,密钥管理的目的是确保密钥的真实性和有效性。一个好的密钥管理系统应该做到:
  (1) 密钥难以被窃取。
  (2) 在一定条件下窃取了密钥也没有用,密钥有使用范围和时间的限制。
  (3) 密钥的分配和更换过程对用户透明,用户不一定要亲自掌管密钥。
  在可信计算平台中,密钥管理基于安全PC平台和PKI/CA。其中CA由证书生成和管理两部分组成。证书生成包括用户公钥证书和私钥证书的生成模块。证书管理主要响应公钥证书请求,CA为证书用户生成密钥对,请求作废一个证书,查看CRL,直接从证书服务器中接收有关CA密钥或证书的更新、CRL刷新和用户废弃证书通告等信息。CA可以是平台制造商、组件生产厂商或者可信第三方。在可信计算平台中所产生的密钥对有些永久存在于TPM之中,有些可以存储于外部存储设备中。为了保证可信计算平台中不同类型密钥生成、管理、存储等过程中的安全性,加强对各种密钥的系统管理,提高可信计算平台自身的安全性,本文依据可信计算平台自身安全需求,针对可信计算平台中分层密钥管理体系结构,提出了一种系统化密钥管理模型,结构如图2所示[3] [4]。

  图2 基于CA的密钥管理系统
  1) 密钥生成服务器
  由三部分组成,密钥发生器、密钥检测控制器和密钥制作设备。负责各种密钥的产生、检测、选取和制作。密钥的制作是按照一定格式和规定,将密钥写入载体。根据密钥类型不同,密钥生成服务器产生密钥的方式也不相同,但必须保证密钥生成服务器与可信计算平台紧密相关,共同负责密钥安全。
  2) 密钥库服务器
  密钥库服务器是密钥管理服务系统的重要基础设施,密钥库中的数据应加密存放。可与缓存管理器配合,在密钥管理服务器的管理下实现数据保护密钥在TPM存储载体中的调入调出。
  3) 密钥管理服务器
  它是密钥管理系统的核心,是密钥管理系统所有操作的出入口包括密钥管理和密钥发送,接收CA的密钥管理请求,发送相应的密钥信息。
  4) 密钥缓存管理器
  实现对数据保护密钥中的Key Blob以及由SRK分级保护的层次密钥的管理,管理TPM中有限的存储资源。
  4 基于KMS的密钥管理方案
  可信计算平台中密钥包括多种类型,不同类型密钥具有不同的安全需求,特别是密钥的产生、传输、存储、备份、销毁等主要环节。为了便于管理,增强可信计算平台中各种密钥的安全性,围绕密钥管理系统模型,本节深入研究了各类密钥的管理方案。
  4.1 背书密钥EK
  EK是TPM中最核心的密钥,它是TPM的惟一性密码身份标识。基于EK本身的重要性,在产生EK时基于以下几个前提:
  (1) EK在最初创建时就必须是保密的。
  (2) EK创建时,设备必须是真实的并且是没有被篡改的。
  (3) 密码算法的弱点不会危及该秘密信息的安全。
  (4) 设备的各项操作不会导致EK的泄露。
  EK可以通过密钥生成服务器,采用两种方法来产生:一是使用TPM命令,TCG规范定义了一组背书密钥操作命令[5],其中创建背书密钥对的命令为:TPM_ CreateEndorsement KeyPair,产生密钥长度要求至少2048位;另一种方法是密钥“注入”技术,在信任制造商的前提下,由TPM制造商产生背书密钥对,然后采用人工方式注入,注入的方法有:键盘输入、软盘输入、专用密钥枪输入等。对比这两种方法,前者必须依赖硬件中提供受保护的功能(Protected Capability)和被隔离的位置(Shielded Location)[6],从而保证在设备内部产生密钥对,而且密钥对是在篡改保护的环境下产生,能够很好地减少密钥对泄露的风险;后者则对环境、管理和操作方法要求较高,首先密钥的装入过程应当在一个封闭的环境下进行,不存在可能被窃听装置接收的电磁泄露或其它辐射,所有接近密钥注入工作的人员应该绝对可靠。采用密钥枪或密钥软盘应与键盘输入的口令相结合,并建立一定的接口规范,只有在输入了合法的加密操作口令后,才能激活密钥枪或软盘里的密钥信息。在密钥装入后,应将使用过的存储区清零,防止一切可能导出密钥残留信息的事件发生。
  在TPM中,可以采用篡改检测电路和篡改检测协议技术[7],确保当攻击者试图采用物理攻击时TPM内的秘密信息(包括EK)将自动销毁。同时采用硬件锁机制,建立受保护页面来防止特权软件盗取或者修改秘密信息,保证秘密信息的隐私性和完整性。这样,EK从开始生成之后,一直到销毁的整个生命周期内都能够安全存储在TPM的非易失性存储设备中,永远不会泄露给外界。
  4.2 证言身份密钥AIK
  出于安全和隐私保护方面的考虑,并不直接使用EK来进行数据加密和身份证明。而是采用一种“间接”证明的方式,由EK通过隐私CA生成身份证明密钥AIK用来证明平台身份。AIK是一个签名密钥,TPM使用AIK来证明自己的身份,凡是经过AIK签名的实体,都表明已经经过TPM的处理。
  1) AIK密钥的产生
  在AIK密钥产生过程中,需要可信第三方PCA(Privacy CA)的支持。在具体应用过程中,为使远程依赖方信任,平台必须想办法将这些签过名的声明和Hash值与PCA信任的某些东西绑定。TCPA/TCG体系结构通过一组证书来达到这个目标[6][8]:
  ■ TPM背书证书(Endorsement Credential)
  由TPM制造商签发的X.509属性证书,用于证明一个TPM模块正确实现了TCG的TPM规范所规定的各种功能。
  ■ 平台证书(Platform Credential)
  用来声明、证言一个集成有TPM和RTM的计算平台符合TCG规范,一般由计算机平台制造商签发,X.509属性证书。
  ■ 符合性证书(Conformance Credential)
  用来声明、证实一类计算平台的实现符合TCG的哪些规范,符合哪些安全要求,X.509属性证书;它与平台证书的区别在于,平台证书是针对一个具体、特定平台的,而符合性证书是针对一类平台。
  图3是AIK密钥通过安全PC平台和CA交互的产生过程。过程描述如下:
  (1) TP→PCA:IdPub,EndCred,PlaCred,ConCred,Sign(IdPri,Hash);
  (2) TP←PCA:Enc(EndPub,IdCred)
  首先由TPM在密钥生成服务器产生一对身份密钥(IdPub,IdPri),把公钥IdPub和证书EndCred、PlatCred、ConCred一起绑定发送给PCA。为了把请求与身份密钥对绑定,由TPM运算得到PCA公钥的哈希值Hash,再使用AIK的私钥IdPri对刚产生的Hash加密,产生数字签名Sign也一起发送给PCA。PCA接收到所有请求,验证签名和证书是否正确,若正确则根据AIK公钥生成一个AIK证书,并由PCA私钥对该证书进行签名,再由EndCred证书得到EK的公钥对AIK证书进行加密,从而保证只有特定的TPM才能解密。AIK证书被发送回平台,通过EK解密证书。至此,一个完整的AIK的产生过程就完成了,这个AIK就可以开始使用了。但是PCA很容易遭受Dos攻击,文献[7]提出了有选择地接收AIK申请请求的解决方案。

  图3 AIK密钥创建过程
  2) AIK密钥的存储
  AIK在整个身份证明过程中不能重复,而且每次证明过程中都需要重新生成新的AIK密钥,所以AIK私钥不需要常驻TPM,可以保存到密钥库服务器中。当需要AIK时,使之并行加载到TPM的易失性存储设备中。
  3) AIK密钥的销毁
  当出现AIK私钥泄露,TPM EK私钥遭受攻击安全性受到威胁,或者AIK证书泄露与相关EK证书的关系(实际上AIK不应暴露EK的任何信息)等情况时,AIK应该被销毁,同时相应证书应该被撤销。PCA应该被告知该AIK私钥已经不再安全,CA必须采取措施,撤销用户证书或者使它无效,并警告证书使用者,该证书不再代表一个可信身份。同时更新证书CRL服务中的撤销证书列表。但与PKI不同的是,AIK证书与背书证书的关系密切,在AIK证书撤销时要决定相关证书的处理,情况比较复杂。文献[10]对可信平台中的证书撤销机制有比较深入的讨论。
  4.3 数据保护密钥
  由于TPM本身存储能力有限,可信计算平台中处理的数据必须能够存储在TPM之外的存储媒介中,这样使得数据不但可以在不同的计算机设备之间交互,同时还能够实现数据备份。但必须为存储在TPM之外的这类数据提供数据保护,这里数据保护包括数据传输保护和存储保护。在TPM中,当数据量小于2048位时,直接利用TPM中的RSA算法实现加解密;当数据量大于2048位时有以下两种解决方案[11]:
  (1) 平台生成一次一密的对称加密密钥(小于2048位)加密数据,然后利用TPM保护该对称密钥。
  (2) 把数据分成一些小的数据块(最大不超过2048位),然后直接由TPM加密。
  通常采用第一种方法,特点是方便、迅速。所以数据加密保护的重点就是该加密密钥的存储保护。密钥存储时必须保证密钥的机密性、认证性、完整性,防止泄露和修改。加密设备还应做到:无论通过直观的方法还是自动的方法(如X射线、电子等)都不能从密码设备中读出信息。对当前使用的密钥应有密钥合法性验证措施,防止被篡改。密钥保护实现方案如图4。

  图4 密钥存储保护结构
  通常采用密钥分层保护的思想,由TPM属主生成存储根密钥SRK,使用SRK来加密存储其它密钥。从方案可以看出,外部数据(VPN Key,FEK等)采用密钥K加密,而密钥K利用上层密钥K-1加密保护,最后SRK加密保护K-1。被加密的数据构成Data Blob直接存储在外部存储设备中,而Key Blob以及由SRK分级保护的层次密钥由密钥缓存管理器KCM(Key Cache Manager)进行管理[12],把某段时间内不活动的密钥调度到外部存储设备中。
  整个密钥存储保护过程中最重要的是保护SRK的安全,它和EK密钥一样永久驻留在TPM中,由TPM保护SRK,能够抵抗各种物理攻击和软件攻击。
  5 小结
  EK、SRK和AIK等各类密钥在可信计算平台身份证明、平台完整性测量、存储和报告中起着非常重要的作用,保证其安全性是实现可信计算的重要环节。本文对可信计算所涉及到的各类密钥的产生、管理、存储和保护措施等相关技术进行了研究,提出了一种密钥管理系统模型,结合模型详述了密钥管理的整体方案,依据该方案能够更好地保证可信计算平台的安全,使得可信计算平台在计算机世界里发挥更加重要的使用。
  参考文献
  [1] TPM Main Part1 Design Principles [EB/OL]. http://www.trustedcomputing.org. 2003.10
  [2] David Grawrock..TCG101[R].ICICS2005.2005
  [3] 韦卫,杜炜等.构造基于X.509公钥证书的密钥管理系统[J].计算机工程.1999.10:133-135
  [4] 邢启亮,陈晓苏.密钥管理服务及其在PKI中的设计与实现[J].通信技术.2003.4:93-94.
  [5] TPM Main Part3 Commands [EB/OL]. http://www. trustedcomputing.org. 2003.10
  [6] TCG Credential Profiles Specification Version 1.0 [EB/ OL]. http://www.Trustedcomputing.org. 2006.1
  [7] Sean W.Smith 著,冯登国,徐震等译.可信计算平台:设计与应用[M]. 北京:清华大学出版社.2006.10: 61-71
  [8] 龙毅宏.可信计算中的数字证书[J].信息网络安全.2004.10:35-38
  [9] 郭煜.TPM中身份证明密钥的管理[J].信息安全与通信保密,2006,(4):76-78
  [10] Jason Reid,juan M.Gonzalez Nieto,Ed Dawson. Privacy and Trusted Computing. Proceedings of the 14th International Workshop on Database and Expert Systems Applications (DEXA’03). IEEE. 2003:1-6
  [11] Sundeep Bajikar.Trusted Platform Module (TPM) based security on Notebook PCs-white Paper[J].Intel Corporation. 2002.6
  [12] TCG Specification Architecture Overview [EB/OL]. http:// .2003. 04

论文万方查重时 显示来源:研究类 什么意思? 这篇文章明明是我自己发表的,可是上面显示来源:研究类?

查重是一个匹配的过程,是以句为单位,如果一句话重复了,就很容易判定重复了,所以:
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对称加密算法的加密算法主要有哪些

1、3DES算法

3DES(即Triple DES)是DES向AES过渡的加密算法(1999年,NIST将3-DES指定为过渡的加密标准),加密算法,其具体实现如下:设Ek()和Dk()代表DES算法的加密和解密过程,K代表DES算法使用的密钥,M代表明文,C代表密文,这样:

3DES加密过程为:C=Ek3(Dk2(Ek1(M)))

3DES解密过程为:M=Dk1(EK2(Dk3(C)))

2、Blowfish算法

BlowFish算法用来加密64Bit长度的字符串。

BlowFish算法使用两个“盒”——unsignedlongpbox[18]和unsignedlongsbox[4,256]。

BlowFish算法中,有一个核心加密函数:BF_En(后文详细介绍)。该函数输入64位信息,运算后,以64位密文的形式输出。用BlowFish算法加密信息,需要两个过程:密钥预处理和信息加密。

分别说明如下:

密钥预处理:

BlowFish算法的源密钥——pbox和sbox是固定的。我们要加密一个信息,需要自己选择一个key,用这个key对pbox和sbox进行变换,得到下一步信息加密所要用的key_pbox和key_sbox。具体的变化算法如下:

1)用sbox填充key_sbox

2)用自己选择的key8个一组地去异或pbox,用异或的结果填充key_pbox。key可以循环使用。

比如说:选的key是"abcdefghijklmn"。则异或过程为:

key_pbox[0]=pbox[0]abcdefgh;

key_pbox[1]=pbox[1]ijklmnab;

…………

…………

如此循环,直到key_pbox填充完毕。

3)用BF_En加密一个全0的64位信息,用输出的结果替换key_pbox[0]和key_pbox[1],i=0;

4)用BF_En加密替换后的key_pbox,key_pbox[i+1],用输出替代key_pbox[i+2]和key_pbox[i+3];

5)i+2,继续第4步,直到key_pbox全部被替换;

6)用key_pbox[16]和key_pbox[17]做首次输入(相当于上面的全0的输入),用类似的方法,替换key_sbox信息加密。

信息加密就是用函数把待加密信息x分成32位的两部分:xL,xRBF_En对输入信息进行变换。

3、RC5算法

RC5是种比较新的算法,Rivest设计了RC5的一种特殊的实现方式,因此RC5算法有一个面向字的结构:RC5-w/r/b,这里w是字长其值可以是16、32或64对于不同的字长明文和密文块的分组长度为2w位,r是加密轮数,b是密钥字节长度。

扩展资料:

普遍而言,有3个独立密钥的3DES(密钥选项1)的密钥长度为168位(三个56位的DES密钥),但由于中途相遇攻击,它的有效安全性仅为112位。密钥选项2将密钥长度缩短到了112位,但该选项对特定的选择明文攻击和已知明文攻击的强度较弱,因此NIST认定它只有80位的安全性。

对密钥选项1的已知最佳攻击需要约2组已知明文,2部,2次DES加密以及2位内存(该论文提到了时间和内存的其它分配方案)。

这在现在是不现实的,因此NIST认为密钥选项1可以使用到2030年。若攻击者试图在一些可能的(而不是全部的)密钥中找到正确的,有一种在内存效率上较高的攻击方法可以用每个密钥对应的少数选择明文和约2次加密操作找到2个目标密钥中的一个。

参考资料来源:百度百科-3DES

参考资料来源:百度百科-BLOWFISH

参考资料来源:百度百科-RC5

求毕业论文的论点(网络安全与数据加密技术)

网络安全分析及对策
摘 要:网络安全问题已成为信息时代面临的挑战和威胁,网络安全问题也日益突出。具体表现为:网络系统受病毒感染和破坏的情况相当严重;黑客活动已形成重要威胁;信息基础设施面临网络安全的挑战。分析了网络安全防范能力的主要因素,就如何提高网络的安全性提出几点建议:建立一个功能齐备、全局协调的安全技术平台,与信息安全管理体系相互支撑和配合。
关键词:网络安全;现状分析;防范策略
引言
随着计算机网络技术的飞速发展,尤其是互联网的应用变得越来越广泛,在带来了前所未有的海量信息的同时,网络的开放性和自由性也产生了私有信息和数据被破坏或侵犯的可能性,网络信息的安全性变得日益重要起来,已被信息社会的各个领域所重视。今天我们对计算机网络存在的安全隐患进行分析,并探讨了针对计算机安全隐患的防范策略。
目前,生活的各个方面都越来越依赖于计算机网络,社会对计算机的依赖程度达到了空前的记录。由于计算机网络的脆弱性,这种高度的依赖性是国家的经济和国防安全变得十分脆弱,一旦计算机网络受到攻击而不能正常工作,甚至瘫痪,整个社会就会陷入危机。
1 计算机网络安全的现状及分析。
2 计算机网络安全防范策略。
2.1防火墙技术。
2.2数据加密与用户授权访问控制技术。与防火墙相比,数据加密与用户授权访问控制技术比较灵活,更加适用于开放的网络。用户授权访问控制主要用于对静态信息的保护,需要系统级别的支持,一般在操作系统中实现。数据加密主要用于对动态信息的保护。对动态数据的攻击分为主动攻击和被动攻击。对于主动攻击,虽无法避免,但却可以有效地检测;而对于被动攻击,虽无法检测,但却可以避免,实现这一切的基础就是数据加密。数据加密实质上是对以符号为基础的数据进行移位和置换的变换算法,这种变换是受“密钥”控制的。在传统的加密算法中,加密密钥与解密密钥是相同的,或者可以由其中一个推知另一个,称为“对称密钥算法”。这样的密钥必须秘密保管,只能为授权用户所知,授权用户既可以用该密钥加密信急,也可以用该密钥解密信息,DES是对称加密算法中最具代表性的算法。如果加密/解密过程各有不相干的密钥,构成加密/解密的密钥对,则称这种加密算法为“非对称加密算法”或称为“公钥加密算法”,相应的加密/解密密钥分别称为“公钥”和“私钥”。在公钥加密算法中,公钥是公开的,任何人可以用公钥加密信息,再将密文发送给私钥拥有者。私钥是保密的,用于解密其接收的公钥加密过的信息。典型的公钥加密算法如RSA是目前使用比较广泛的加密算法。
2.3入侵检测技术。入侵检测系统(Intrusion Detection System简称IDS)是从多种计算机系统及网络系统中收集信息,再通过这此信息分析入侵特征的网络安全系统。IDS被认为是防火墙之后的第二道安全闸门,它能使在入侵攻击对系统发生危害前,检测到入侵攻击,并利用报警与防护系统驱逐入侵攻击;在入侵攻击过程中,能减少入侵攻击所造成的损失;在被入侵攻击后,收集入侵攻击的相关信息,作为防范系统的知识,添加入策略集中,增强系统的防范能力,避免系统再次受到同类型的入侵。入侵检测的作用包括威慑、检测、响应、损失情况评估、攻击预测和起诉支持。入侵检测技术是为保证计算机系统的安全而设计与配置的一种能够及时发现并报告系统中未授权或异常现象的技术,是一种用于检测计算机网络中违反安全策略行为的技术。入侵检测技术的功能主要体现在以下方面:监视分析用户及系统活动,查找非法用户和合法用户的越权操作。检测系统配置的正确性和安全漏洞,并提示管理员修补漏洞;识别反映已知进攻的活动模式并向相关人士报警;对异常行为模式的统计分析;能够实时地对检测到的入侵行为进行反应;评估重要系统和数据文件的完整性;可以发现新的攻击模式。
2.4防病毒技术。
2.5安全管理队伍的建设。
3 结论
随着互联网的飞速发展,网络安全逐渐成为一个潜在的巨大问题。计算机网络的安全问题越来越受到人们的重视,总的来说,网络安全不仅仅是技术问题,同时也是一个安全管理问题。我们必须综合考虑安全因素,制定合理的目标、技术方案和相关的配套法规等。世界上不存在绝对安全的网络系统,随着计算机网络技术的进一步发展,网络安全防护技术也必然随着网络应用的发展而不断发展。
参考文献
[1]国家计算机网络应急中心2007年上半年网络分析报告.
[2]王达.网管员必读——网络安全第二版.

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