CN108960794A - 一种区块生成方法及区块生成*** - Google Patents
一种区块生成方法及区块生成*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种区块生成方法,包括:设定阈值,所述校验单元从所述信息池中选取所述信息进行身份校验并参考所述阈值进行权益校验;所述共识节点将所述通过校验的信息打包并签名以形成签名备选区块,将所述签名备选区块广播到所述区块链网络,以完成共识和记账过程。本发明通过设定阈值且由所述校验单元选取信息进行身份校验并参考所述阈值进行权益校验以形成通过校验的信息,相比现有技术的对所有信息进行全部校验,减少了校验步骤,避免现有技术中存在的由于全网对全部交易内容进行校验造成的区块生成时间延长,从而影响区块链网络的稳定性的问题。本发明还提供了用于实现所述区块生成方法的区块生成***。
Description
技术领域
本发明涉及区块链数据处理技术领域,尤其涉及一种区块生成方法及区块生成***。
背景技术
区块链的本质是去中心化的分布式数据库,该分布式数据库保存历史交易数据并被节点,即区块链中参与处理业务的设备通过分布式一致协议共享。数据一旦进入区块链,区块链上的各个节点都可以收到数据并进行点对点的交易、协调与协作。
共识节点是区块链网络中负责共识即达成记账一致的节点,当若干信息发布至区块链网络并存储在信息池中,现有技术中通常是由全网在每次共识之前对全部信息内容进行校验,共识的过程需要等待校验结束,使总的区块生成时间延长,容易造成信息池中的信息数太多,进而造成区块拥堵,影响区块链网络的稳定性。
因此,有必要开发一种新型的区块生成方法以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种区块生成方法,通过设置阈值并选取信息进行权益校验以减少校验步骤,避免现有技术中存在的由于全网对全部信息内容进行校验造成的区块生成时间延长,从而影响区块链网络的稳定性的问题。
本发明的所述区块生成方法,包括如下步骤:
S1:提供信息发布单元、侦听单元、参数设置单元、校验单元、信息池和共识节点,所述参数设置单元设定阈值,所述信息发布单元发布信息,接收其他信息发布单元发出的信息并存储到所述信息池中;
S2:所述侦听单元获取所述区块链网络的当前区块高度,所述校验单元根据所述当前区块高度从所述信息池中选取所述信息进行身份校验并参考所述阈值进行权益校验以形成通过校验的信息;
S3:所述共识节点将所述通过校验的信息打包并签名以形成签名备选区块,将所述签名备选区块发布到所述区块链网络并进行共识;
S4:所述共识节点根据所述共识过程的结果更新所述信息池并执行所述签名备选区块中的信息以完成记账过程。
本发明所述区块生成方法的有益效果在于:所述共识过程之前,设定阈值且由所述校验单元选取信息进行身份校验并参考所述阈值进行权益校验以形成通过校验的信息,相比现有技术的对所有信息进行全部校验,减少了校验步骤,避免现有技术中存在的由于全网对全部信息内容进行校验造成的区块生成时间延长,从而影响区块链网络的稳定性的问题。
优选的,所述身份校验是根据所述信息校验所述信息发布单元的合法性,所述权益校验是将所述信息发布单元的权益与所述阈值对比,所述权益大于所述阈值的信息发布单元发出的信息视为通过所述权益校验。其有益效果在于:一方面,所述身份校验确认了所述信息发布单元的合法性,确保了后续记账过程是面对正确的交易对象进行的,防止了区块链网络中的作恶行为。另一方面,所述权益校验确保所述信息发布单元的权益不是空的,避免造成无效信息占用所述区块链网络的资源。
进一步优选的,所述权益包括所述信息发布单元的账户权益或地址权益中的任意一种,所述阈值为手续费。
进一步优选的,所述手续费包括网络租用费、记账服务费或账本储存费中的任意一种。
优选的,同一区块高度内同一所述信息发布单元发布N个信息,所述N个信息通过所述身份校验后,所述校验单元对所述信息发布单元的权益进行所述权益校验,所述权益大于等于N倍的所述阈值时,所述N个信息通过所述权益校验,所述N为大于等于2的正整数。其有益效果在于:现有技术中对由同一信息发布单元发出的多个信息逐一进行所述权益校验得到的是相同的结果,本申请直接对发出多个信息的所述信息发布单元的权益进行所述权益校验,一方面简化了校验步骤,另一方面所述权益大于等于N倍的所述阈值时,所述N个信息通过所述权益校验,为区块链网络中的低算力节点降低了进入共识过程的门槛。
进一步优选的,所述N个信息通过所述身份校验后,所述权益大于1倍的所述阈值时,所述N个信息通过所述权益校验。
进一步优选的,所述N个信息通过所述身份校验后,所述权益除以所述阈值得到的数值取整数为M,且M<N,M个所述信息通过所述权益校验成为所述通过校验的信息,第M+1至第N个信息无法通过所述权益校验。
优选的,所述信息包括许诺支付权益时,所述信息通过所述身份校验和所述权益校验后,所述校验单元参考所述许诺支付权益进行声明校验,所述信息发布单元的所述权益大于所述许诺支付权益时,执行所述步骤S3。其有益效果在于:所述信息中包括许诺支付权益时,进一步进行所述声明校验,避免虚假声明造成无效交易。
优选的,所述共识节点执行所述签名备选区块中的信息前先支付所述手续费。其有益效果在于:先支付所述手续费,保证了所述区块链网络能够获取足够的费用来维持运行。
优选的,所述信息包括交易、记录或存储中的任意一种或多种。
优选的,所述信息池包括缓存信息池和同步信息池,仅通过所述身份校验的信息为签名信息,所述签名信息保存在所述缓存信息池中,所述共识节点根据所述共识过程的结果更新所述同步信息池,所述校验单元对所述签名信息不进行所述身份校验。其有益效果在于:所述共识节点完成所述共识过程后更新所述同步信息池,而所述缓存身份校验保存了所述签名信息,在下一轮共识之前,所述校验单元选取所述签名信息后,不用对其进行所述身份验证,简化了校验步骤。
本发明还提供了用于实现所述区块生成方法的区块生成***,包括信息发布单元、侦听单元、参数设置单元、校验单元、信息池和共识节点;所述参数设置单元用于设定阈值;所述信息发布单元用于发布信息、接收其他信息发布单元发出的信息并存储到所述信息池中;所述侦听单元用于获取所述区块链网络的当前区块高度并发送给所述校验单元;所述校验单元用于根据所述当前区块高度从所述信息池中选取所述信息进行身份校验并参考所述阈值进行权益校验以形成通过校验的信息;所述共识节点用于将所述通过校验的信息打包并签名以形成签名备选区块,将所述签名备选区块发布到所述区块链网络并进行共识以及根据所述共识过程的结果更新所述信息池并执行所述签名备选区块中的信息以完成记账过程。
本发明所述区块生成***的有益效果在于:所述共识过程之前,所述参数设置单元设定阈值且由所述校验单元选取信息进行身份校验并参考所述阈值进行权益校验以形成通过校验的信息,相比现有技术的对所有信息进行全部校验,减少了校验步骤,避免现有技术中存在的由于全网对全部信息内容进行校验造成的区块生成时间延长,从而影响区块链网络的稳定性的问题。
优选的,所述身份校验是根据所述信息校验所述信息发布单元的合法性,所述权益校验是将所述信息发布单元的权益与所述阈值对比,所述权益大于所述阈值的信息发布单元发出的信息视为通过所述权益校验。其有益效果在于:一方面,所述身份校验确认了所述信息发布单元的合法性,确保了后续记账过程是面对正确的交易对象进行的,防止了区块链网络中的作恶行为。另一方面,所述权益校验确保所述信息发布单元的账户不是空账户,避免空账户造成的无效交易占用所述区块链网络的资源。
优选的,所述校验单元对同一区块高度内同一所述信息发布单元发布的N个信息进行的所述身份校验通过后,所述信息发布单元的权益大于等于N倍的所述阈值时,所述N个信息通过所述权益校验,所述N为大于等于2的正整数。其有益效果在于:现有技术中对由同一信息发布单元发出的多个信息逐一进行所述权益校验得到的是相同的结果,本申请直接对发出多个信息的所述信息发布单元的权益进行所述权益校验,一方面简化了校验步骤,另一方面所述权益大于等于N倍的所述阈值时,所述N个信息通过所述权益校验,为区块链网络中的低算力节点降低了进入共识过程的门槛。
进一步优选的,所述身份校验通过后,所述权益大于1倍的所述阈值时,所述N个信息通过所述权益校验。进一步优选的,所述身份校验通过后,所述权益除以所述阈值得到的数值取整数为M,且M<N,M个所述信息通过所述权益校验成为所述通过校验的信息,第M+1至第N个信息无法通过所述权益校验。
进一步优选的,所述信息包括许诺支付权益,所述信息通过所述身份校验和所述权益校验后,所述校验单元参考所述许诺支付权益进行声明校验,所述信息发布单元的所述权益大于所述许诺支付权益时,所述声明校验通过。
优选的,所述阈值为手续费,所述共识节点执行所述签名备选区块中的信息前先支付所述手续费。其有益效果在于:先支付所述手续费,保证了所述区块链网络能够获取足够的费用来维持运行。
优选的,所述信息包括交易、记录或存储中的任意一种或多种。
优选的,所述信息池包括缓存信息池和同步信息池,仅通过所述身份校验的信息为签名信息,所述签名信息保存在所述缓存信息池中,所述共识节点根据所述共识过程的结果更新所述同步信息池,所述校验单元对所述签名信息不进行所述身份校验。其有益效果在于:所述共识节点完成所述共识过程后更新所述同步信息池,而所述缓存身份校验保存了所述签名信息,在下一轮共识之前,所述校验单元选取所述签名信息后,不用对其进行所述身份验证,简化了校验步骤。
附图说明
图1为本发明的区块生成方法的流程示意图;
图2是本发明的区块生成***的结构框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
区块链网络基于分布式账本技术,可以提供溯源、公证、虚拟货币、存储等业务,通常信息发布者会发出一些信息。为了保证区块链网络的正常运营,信息发布者应当某些权益,如通证或者其他类型的数字财产。
本发明实施例以ont作为权益的单位,如在区块链网络中上购买一件价值100ont的披萨,要求信息发布者的身份合法,且具有至少100ont的权益。为促使自己的信息被迅速记录,信息发布者会声明拥有一定数量的手续费以激励共识节点率先对自己的信息进行共识和记账。区块链网络中各节点上的数据库存储着身份,账户,数字财产等各种信息,信息经过处理出块,共识,得到区块链网络中节点的认可,再根据信息执行的结果更改数据库中的信息。
本发明实施例提供了一种区块生成方法,参照图1,包括如下步骤:
S1:提供信息发布单元、侦听单元、参数设置单元、校验单元、信息池和共识节点,所述参数设置单元设定阈值,所述信息发布单元发布信息,接收其他信息发布单元发出的信息并存储到所述信息池中;
S2:所述侦听单元获取所述区块链网络的当前区块高度,所述校验单元根据所述当前区块高度从所述信息池中选取所述信息进行身份校验并参考所述阈值进行权益校验以形成通过校验的信息;
S3:所述共识节点将所述通过校验的信息处理并签名以形成签名备选区块,将所述签名备选区块发布到所述区块链网络并进行共识;
S4:所述共识节点根据所述共识过程的结果更新所述信息池并执行所述签名备选区块中的信息以完成记账过程。
所述阈值为所述区块链网络的手续费,所述手续费包括网络租用费、记账服务费或账本储存费中的任意一种。所述手续费用于维持所述区块链网络的运行。
所述身份校验是根据所述信息校验所述信息发布单元的合法性,所述权益校验是将所述信息发布单元的权益与所述阈值对比,所述权益大于所述阈值的信息发布单元发出的信息视为通过所述权益校验。
所述权益包括所述信息发布单元的账户权益或地址权益中的任意一种。
现有技术的区块链网络中,通常采用账户权益或地址权益,前者的账户信息和权益绑定,后者如区块链网络的鼻祖比特币网络采用的未花费的信息输出(UnspentTransaction Output,UTXO),本发明可适用于单独采用账户的权益、地址权益的网络,或综合采用两者的。
所述共识节点执行所述签名备选区块中的信息前先支付所述手续费。
所述信息包括信息、记录或存储中的任意一种或多种。
所述信息池包括缓存信息池和同步信息池,仅通过所述身份校验的信息为签名信息,所述签名信息保存在所述缓存信息池中,所述共识节点根据所述共识过程的结果更新所述同步信息池,所述校验单元对所述签名信息不进行所述身份校验。
具体的,当前区块高度为r-1,所述信息池中有6000件信息,共识节点1对信息1-信息3000总共3000件信息进行校验,通过后处理成备选区块,签名,在签名中附加区块高度r-1,并发布,共识节点2接听到发布对信息1-信息3000不再校验,完成共识后,从信息池中删除信息1-信息2000,计入下一轮共识,此时区块高度变为r,信息2001-信息3000仍在信息池中,共识节点2可以对信息2001-信息3000进行校验处理签名,并在签名中附加区块高度r。
一般签名包括信息加密后的哈希值、时间戳、当前的区块高度、支付奖励的信息数据库、目标值或一个任意位的随机字段中的一种或多种。
本发明一些实施例中,同一区块高度内同一所述信息发布单元发布N个信息,所述N个信息通过所述身份校验后,所述校验单元对所述信息发布单元的权益进行所述权益校验,所述权益大于等于N倍的所述阈值时,所述N个信息通过所述权益校验,所述N为大于等于2的正整数。
本发明一些实施例中,所述N个信息通过所述身份校验后,所述权益大于1倍的所述阈值时,所述N个信息通过所述权益校验。
本发明一些实施例中,所述N个信息通过所述身份校验后,所述权益除以所述阈值得到的数值取整数为M,且M<N,M个所述信息通过所述权益校验成为所述通过校验的信息,第M+1至第N个信息无法通过所述权益校验。
具体的,所述阈值为10ont,a、b、c三个信息发布单元在区块高度r-1发出了5个信息,信息1:a从W店铺购买价值为100ont的披萨,信息2:b转账给d 50ont,信息3:a从X店铺购买150ont的水果,信息4:c在Y店铺进行价格为70ont的法律公证,信息5:a从Z店铺购买价值1000ont的手机。a在区块高度r-1时发送了3个信息,所述校验单元对所述信息1、所述信息3和所述信息5进行身份校验通过。
所述校验单元校验a拥有的权益大于或等于30ont,所述信息1、所述信息3和所述信息5不用逐一进行所述权益校验,即可视为通过所述权益校验。
本发明另一些实施例中,所述校验单元校验a拥有的权益大于10ont,所述信息1、所述信息3和所述信息5不用逐一进行所述权益校验,即可视为通过所述权益校验。
本发明另一些实施例中,所述校验单元校验a拥有的权益为20ont,20ont除以10ont为2,所述校验单元允许a发出的所述信息1和所述信息3通过所述权益校验,所述信息5不能通过所述权益校验。
本发明一些实施例中,所述信息包括许诺支付权益时,所述信息通过所述身份校验和所述权益校验后,所述校验单元参考所述许诺支付权益进行声明校验,所述信息发布单元的所述权益大于所述许诺支付权益时,执行所述步骤S3。
在一个具体实施例中,所述阈值为10ont,a用户在区块高度r-1时发出了1个信息,即a从W店铺购买价值为10000ont的首饰,声明愿意付出15ont的手续费。a的权益为20ont,所述校验单元对a进行所述身份校验和所述权益校验通过后,由于许诺支付权益为15ont,小于a拥有的权益,证明a有能力支付许诺的权益,所述声明校验通过。
本发明实施例还提供了一种区块生成***,用于实现所述区块生成方法,参照图2,区块生成***2包括参数设置单元21、校验单元22、侦听单元23、信息发布单元24、信息池25和共识节点26,所述参数设置单元21用于设定阈值;所述信息发布单元24用于发布信息、接收其他信息发布单元发出的信息并存储到所述信息池25中;所述侦听单元23用于获取所述区块链网络的当前区块高度并发送给所述校验单元22;所述校验单元22用于根据所述当前区块高度从所述信息池25中选取所述信息进行身份校验并参考所述阈值进行权益校验以形成通过校验的信息;所述共识节点26用于将所述通过校验的信息处理并签名以形成签名备选区块,将所述签名备选区块发布到区块链网络并进行共识以及根据所述共识过程的结果更新所述信息池25并执行所述签名备选区块中的信息以完成记账过程。
本发明一些实施例中,所述共识采用工作量证明(ProofofWork,POW),权益证明(ProofofStake,POS),委托权益证明(Delegated ProofofStake,DPoS)拜占庭容错(Byzantine Fault Tolerance,BFT)、实用拜占庭容错(Practical Byzantine FaultTolerance,PBFT)、拜占庭容错委托(Delegated Byzantine Fault Tolerance,DBFT)、PAXOS、RAFT、校验池、Byzantine paxos、瑞波共识协议(Ripple Consensus Protocol,RCP)或可验证拜占庭容错(Verifiable Byzantine FaultTolerance,VBFT)算法中的任意一种。
所述VBFT算法结合PoS、VRF(Verifiable Random Function,可校验随机函数)和BFT的全新共识算法,利用节点权益委托构建权益表(POS表),不同节点在权益表中占据的长度和其委托的权益成正比,利用可校验随机函数(VRF)在权益表中随机选取三种节点,提案节点、背书节点、确认节点,提案节点将信息处理成备选区块,背书节点对处理的备选区块背书,确认节点对背书过的备选区块进行确认,所有共识节点对确认过的备选区块进行保存。
本发明一些实施例中,所述校验步骤中的所述签名采用PKCS、DSA、x.509、PGP、Hash、Schnorr算法中的一种或多种。
除非另作定义,权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
Claims (20)
1.一种区块生成方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1:提供信息发布单元、侦听单元、参数设置单元、校验单元、信息池和共识节点,所述参数设置单元设定阈值,所述信息发布单元发出信息,接收其他信息发布单元发出的信息并存储到所述信息池中;
S2:所述侦听单元获取所述区块链网络的当前区块高度,所述校验单元根据所述当前区块高度从所述信息池中选取所述信息进行身份校验并参考所述阈值进行权益校验以形成通过校验的信息;
S3:所述共识节点处理所述通过校验的信息并签名以形成签名备选区块,将所述签名备选区块发送到所述区块链网络并进行共识;
S4:所述共识节点根据所述共识过程的结果更新所述信息池并执行所述签名备选区块中的信息以完成记账过程。
2.根据权利要求1所述的区块生成方法,其特征在于,所述身份校验是根据所述信息来校验所述信息发布单元的合法性,所述权益校验是将所述信息发布单元的权益与所述阈值对比,所述权益大于所述阈值的信息发布单元发出的信息视为通过所述权益校验。
3.根据权利要求2所述的区块生成方法,其特征在于,所述权益包括所述信息发布单元的账户权益或地址权益中的任意一种,所述阈值为手续费。
4.根据权利要求3所述的区块生成方法,其特征在于,所述手续费包括网络租用费、记账服务费或账本储存费中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的区块生成方法,其特征在于,同一区块高度内同一所述信息发布单元发布N个信息,所述N个信息通过所述身份校验后,所述校验单元对所述信息发布单元的权益进行所述权益校验,所述权益大于等于N倍的所述阈值时,所述N个信息通过所述权益校验,所述N为大于等于2的正整数。
6.根据权利要求5所述的区块生成方法,其特征在于,所述N个信息通过所述身份校验后,所述权益大于1倍的所述阈值时,所述N个信息通过所述权益校验。
7.根据权利要求5所述的区块生成方法,其特征在于,所述N个信息通过所述身份校验后,所述权益除以所述阈值得到的数值取整数为M,且M<N,M个所述信息通过所述权益校验成为所述通过校验的信息,第M+1至第N个信息无法通过所述权益校验。
8.根据权利要求1所述的区块生成方法,其特征在于,所述信息包括许诺支付权益时,所述信息通过所述身份校验和所述权益校验后,所述校验单元参考所述许诺支付权益进行声明校验,所述信息发布单元的所述权益大于所述许诺支付权益时,执行所述步骤S3。
9.根据权利要求1或3所述的区块生成方法,其特征在于,所述共识节点执行所述签名备选区块中的信息前先支付所述手续费。
10.根据权利要求1所述的区块生成方法,其特征在于,所述信息包括交易、记录或存储中的任意一种或多种。
11.根据权利要求1所述的区块生成方法,其特征在于,所述信息池包括缓存信息池和同步信息池,仅通过所述身份校验的信息为签名信息,所述签名信息保存在所述缓存信息池中,所述共识节点根据所述共识过程的结果更新所述同步信息池,所述校验单元对所述签名信息不进行所述身份校验。
12.一种区块生成***,其特征在于,用于实现如权利要求1-11中任一项所述的区块生成方法,所述区块生成***包括信息发布单元、侦听单元、参数设置单元、校验单元、信息池和共识节点;
所述参数设置单元用于设定阈值;
所述信息发布单元用于发布信息、接收其他信息发布单元发出的信息并存储到所述信息池中;
所述侦听单元用于获取所述区块链网络的当前区块高度并发送给所述校验单元;
所述校验单元用于根据所述当前区块高度从所述信息池中选取所述信息进行身份校验并参考所述阈值进行权益校验以形成通过校验的信息;
所述共识节点用于将所述通过校验的信息打包并签名以形成签名备选区块,将所述签名备选区块发布到所述区块链网络并进行共识以及根据所述共识过程的结果更新所述信息池并执行所述签名备选区块中的信息以完成记账过程。
13.根据权利要求12所述的区块生成***,所述身份校验是根据所述信息校验所述信息发布单元的合法性,所述权益校验是将所述信息发布单元的权益与所述阈值对比,所述权益大于所述阈值的信息发布单元发出的信息视为通过所述权益校验。
14.根据权利要求12所述的区块生成***,其特征在于,所述校验单元对同一区块高度内同一所述信息发布单元发布的N个信息进行的所述身份校验通过后,所述信息发布单元的权益大于等于N倍的所述阈值时,所述N个信息通过所述权益校验,所述N为大于等于2的正整数。
15.根据权利要求14所述的区块生成***,其特征在于,所述身份校验通过后,所述权益大于1倍的所述阈值时,所述N个信息通过所述权益校验。
16.根据权利要求14所述的区块生成***,其特征在于,所述身份校验通过后,所述权益除以所述阈值得到的数值取整数为M,且M<N,M个所述信息通过所述权益校验成为所述通过校验的信息,第M+1至第N个信息无法通过所述权益校验。
17.根据权利要求12所述的区块生成***,其特征在于,所述信息包括许诺支付权益,所述信息通过所述身份校验和所述权益校验后,所述校验单元参考所述许诺支付权益进行声明校验,所述信息发布单元的所述权益大于所述许诺支付权益时,所述声明校验通过。
18.根据权利要求12所述的区块生成***,其特征在于,所述阈值为手续费,所述共识节点执行所述签名备选区块中的信息前先支付所述手续费。
19.根据权利要求12所述的区块生成***,其特征在于,所述信息包括交易、记录或存储中的任意一种或多种。
20.根据权利要求12所述的区块生成***,其特征在于,所述信息池包括缓存信息池和同步信息池,仅通过所述身份校验的信息为签名信息,所述签名信息保存在所述缓存信息池中,所述共识节点根据所述共识过程的结果更新所述同步信息池,所述校验单元对所述签名信息不进行所述身份校验。
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