射频卡协议ISO14443（节选）-初始化和防冲突

1.1 类型B 初始化和防冲突

1.1.1 比特、字节和帧的定时

本章定义了类型B PICC防冲突和通信初始化期间使用的字节、帧和命令的定时。关于比特表示和编码参考第错误！未找到引用源。章。

1.1.1.1 字符传输格式

PICC和PCD之间的数据字节通过字符来发送和接收，在防冲突序列期间，字符的格式如下：

一个低电平起始位

8个数据位发送，首先发送LSB 一个高电平停止位

因此，用一个字符执行一个字节的发送需要10etu，如下图所示

图表 错误！文档中没有指定样式的文字。-1：字符格式

一个字符范围内的比特边界应出现在(n–0.125)etu和 (n+0.125)etu之间，其中n是起始比特的下降沿之后的比特边界数(1≤N≤9)。

1.1.1.2 字符间距

一个字符与下一个发送的字符利用额外的保护时间（EGT）来隔开。

由PCD发送给PICC的两个连续字符之间的EGT应为0到57μs之间的任何值。 由PICC发送给PCD的两个连续字符之间的EGT应具有0到19μs之间的任何值。 1.1.1.3 帧定界符

PCD和PICC按帧发送字符。帧通常用SOF（帧的起始）和EOF（帧的结束）定界。关于异常情况见1.1.10.2。

SOF 字符 EOF 图表 错误！文档中没有指定样式的文字。-2：帧格式

1.1.1.4 SOF

SOF包括：

一个下降沿，

后面紧跟10个etu的逻辑0，

后面紧跟位于下一个etu内任何地方的一个上升沿，

后面紧跟至少为2个etu（但不超过3个etu）的逻辑1。

图表 错误！文档中没有指定样式的文字。-3：SOF

1.1.1.5 EOF

EOF包括：

一个下降沿，

后面紧跟10个etu的逻辑0，

后面紧跟位于下一个etu内任何地方的一个上升沿，

图表 错误！文档中没有指定样式的文字。-4：EOF标识符

注：收到假EOF的概率很低，并且对应于在错误收到停止位的情况下传输的‘00’字符。

1.1.1.6 PICC到PCD的副载波和SOF

在PCD数据传输之后，PICC开始的通信应遵守下图中定义的定时。

最小延迟TR0（在PCD EOF与PICC副载波接通之间的）和TR1（在PICC副载波接通和第一个比特传输之间的）可在防冲突会话开始时定义（见ATTRIB命令的编码）。TR0和TR1的最小值在第6章中定义。TR1的最大值为200/fs。TR0的最大值在7.3.10中定义。

图表 错误！文档中没有指定样式的文字。-5：PICC副载波SOF

仅当PICC打算开始发送信息时，它才可以接通副载波。

1.1.1.7 PICC到PCD的副载波和EOF

在PICC数据传输和EOF之后，PCD开始的通信应遵守下图中的定时。 在EOF传输之后，PICC应断开它的副载波。副载波信号应 在EOF结束之前不能停止

在EOF结束之后的2个etu内被停止。

PICC EOF开始（下降沿）和PCD SOF开始（下降沿）之间的最小延迟为14etu。

图表 错误！文档中没有指定样式的文字。-6：PICC到PCD的EOF

1.1.2 CRC_B Data字节 （N 字节） CRC_B （2字节） 图表 错误！文档中没有指定样式的文字。-7：帧范围内CRC_B的位置 如果接收到的帧带有一个有效的CRC_B值，该帧才应被认为是正确的。

帧CRC_B是k个数据位的函数，该k个数据位由帧中的所有数据位组成，但不包括起始位、停止位、字节间的延迟、SOF和EOF以及CRC_B本身。由于数据按字节编码，因此比特数k是8的倍数。

对于差错校验，帧包括了两个CRC_B字节，在数据字节之后，EOF之前。CRC_B在ISO/IEC 3309中定义。寄存器初始内容为全1：?FFFF?。这两个CRC_B字节出现在k/8个数据字节之后和在EOF之前。

举例参考错误！未找到引用源。。

1.1.3 防冲突序列

PCD通过在本章中详述的命令集合对防冲突序列进行管理。

PCD是与一个或多个PICC通信时的主控方，它通过发出REQB命令来启动卡的通信活动，以便提示PICC进行响应。

在防冲突序列期间，可能发生两个或两个以上的PICC同时响应：这就是冲突。命令集和允许PCD处理冲突序列以便及时分离PICC传输。

在完成防冲突序列后，PICC通信将完全处于PCD的控制之下，每次只允许一个PICC通信。

防冲突方案以时间槽的定义为基础，要求PICC在时间槽内用最小标识数据进行应答。时间槽数被参数化，范围从1到某一整数。在每一个时间槽内，PICC响应的概率也是可控制的。在防冲突序列中，PICC仅被允许应答一次。从而，即便在PCD场中有多个卡，在一个时间槽内也仅有一个卡应答，并且PCD在这个时间槽内能捕获标识数据。根据标识数据，PCD能够与被标识的卡建立一个通信信道。

防冲突序列允许选择一个或多个PICC以便在任何时候进行进一步的通信。 命令集合允许在PCD级实现不同的防冲突管理策略。这个策略处在应用设计者的控制下，并且可包括：

概率的（响应概率小于或等于1的重复性单个时间槽提示）， 伪确定性的（扫描所有多个时间槽，以便在防冲突序列期间使所有在场的卡应答的概率最大），

可动态进行的这些方法的组合。

1.1.4 PICC状态描述

在防冲突序列期间，PICC具体的行为是根据不同的状态及状态间的转换条件确定的。 1.1.4.1 状态转换图

图表 错误！文档中没有指定样式的文字。-8：PICC状态转换流程图举例（提示的）

注1：R是PICC在1到N（N的编码见7.3.7.4）范围内选择的一个数。 注2：选项1-对于PICC不支持Slot-MARKER命令（概率方法）。

选项2-对于PICC支持Slot-MARKER命令（时间槽方法） 1.1.4.2 状态描述和转换的概述

下述退出条件和转换适用于任何状态：

如果RF场消失，则PICC返回到POWER-OFF状态。

下列备注适用于专门针对防冲突序列的任何状态（除ACTIVE状态外）：

使用前几节中定义的缺省通信参数。

除发送前几节中规定的响应帧， PICC应不发射副载波。

当PICC加电并正确复位时，它收听从PCD收到的任何命令帧。 若来自PCD的帧是有效的（正确的CRC_B），则PICC执行要求的动作和/或根据其状态进行响应。注意，在防冲突命令中，帧中数据的前三位是(101)b（防冲突前缀字节的前三位）。

PICC不应答任何不以(101)b（防冲突前缀字节的前三个位）开始的命令帧。

PICC仅对收到的有效帧进行反应（当检测到传输差错时不发送响应）。

1.1.4.3 POWER-OFF状态

描述：

在POWER-OFF状态下，PICC因缺乏载波能量而不加电。

状态退出条件和转换：

如果PICC处于一个能量大于Hmin（见第6章）的激励磁场，则它应在不大于tORB的延迟范围内进入其IDLE状态。

1.1.4.4 IDLE状态 描述：

在IDLE状态下，PICC是加电的，它收听帧并应识别REQB信息。 状态退出条件和转换：

一旦收到一个有效REQB命令帧，如果有ATQB的话，PICC就定义一个唯一的时间槽用来发送它的ATQB（有效的请求意味着具有REQB命令和正确AFI的有效帧。见REQB命令规范）。

如果定义的时间槽是第一个时间槽，则PICC应发送一个ATQB响应帧。 PICC的ATQB一被发送，它就进入READY-DECLARED状态。 如果定义的时间槽不是第一个时间槽，则PICC进入READY-REQUESTED状态。 1.1.4.5 READY-REQUESTED状态 描述：

在READY-REQUESTED状态下，PICC是加电的，并且定义了一个唯一的时间槽用来发送其ATQB（如果有）。

它收听帧并应识别REQB和Slot-MARKER报文。 状态退出条件和转换：

一旦收到一个有效Slot-MARKER帧，如果PICC定义的时间槽与时间槽标记匹配。则它应对ATQB进行响应。在特定时间槽内，应答的概率应不大于1/N（N是收到的最后一个REQB的参数）。

PICC的ATQB一被发送，它就进入READY-DECLARED状态。

如果PICC定义的时间槽与时间槽标记不匹配，则该PICC就保持在READY-REQUESTED状态。

一旦收到有效REQB命令帧，状态退出条件和转换按在IDLE状态下接收到有效REQB命令帧。

1.1.4.6 READY-DECLARED状态 描述：

在READY-DECLARED状态下，PICC是加电的，并且发送了与收到的最后一个有效REQB报文相对应的其ATQB。

它收听帧并应识别REQB和ATTRIB报文。

状态退出条件和转换：

一旦收到带有ATTRIB命令的有效帧，当且仅当ATTRIB命令中的PUPI与PICC的PUPI匹配时，PICC才应进入ACTIVE状态。

若ATTRIB命令中的PUPI与PICC的PUPI不匹配，则PICC仍保持在READY-DECLARED状态。 一旦收到有效REQB命令帧，状态退出条件和转换按在IDLE状态下接收到有效REQB命令帧。

一旦收到匹配的HALT命令，PICC应进入HALT状态。 1.1.4.7 ACTIVE状态 描述：

PICC是加电的，并且自从信道号（CID）已经通过ATTRIB命令已分配给该PICC以来，PICC便进入高层模式。

它收听正确格式化（正确的CID和有效的CRC_B）的任何高层报文。

PICC应不在任何带有无效CRC_B或带有另一个CID（不是所分配的那个CID）的帧以后发射副载波。

状态退出条件和转换：

当收到有效的HALT命令帧时，PICC进入HALT状态。 特定备注：

应该不应答有效REQB或Slot-MARKER帧。

应该不应答带有ATTRIB命令的有效帧。

在高层协议中，可以定义特定的命令用来把PICC返回到其他状态（IDLE或HALT）。只有在收到这样的命令以后，PICC才可以返回到这些状态。 1.1.4.8 HALT状态 描述：

PICC仅响应使它回到IDLE状态的WAKE-UP命令。 状态退出条件和转换：

如果RF场消失，则PICC返回到POWER-OFF状态。 1.1.5 命令集合

四个基本的命令可用来管理多结点通信信道：

REQB Slot-MARKER ATTRIB

HALT

所有这四个命令都使用了上面详述的比特和字节格式。

这些命令以及PICC对这些命令的响应在下列各条中描述。

所收到的带有错误格式的帧（错误的帧标识符或无效的CRC_B）应忽略。

1.1.5.1 防冲突命令格式

为了区分防冲突命令和应用命令，所有用于防冲突阶段的命令都以序列：(101)b开始。 1.1.6 ATQB和Slot-MARKER响应概率规则

一旦收到一个有效REQB帧（N为定义时间槽编号的REQB参数）： 若N=1并且AFI=0，则PICC应该应答ATQB并进入READY-DECLARED状态。

若N不为1，则PICC应该以概率为1/N来应答ATQB。

若AFI不为0，则仅带有由AFI所指出的应用类型的PICC可以应答。 一旦收到一个有效Slot-MARKER帧：

若PICC内部定义的时间槽与时间槽标记号匹配，则它应该应答ATQB。

在一个特定的时间槽内的响应概率不应大于1/N（N为收到的最后一个REQB的参数）。 1.1.7 REQB命令

由PCD所发出的REQB命令用来探测类型B PICC的场。

时间槽编号（或每个时间槽内的响应概率）N作为一个参数包含在REQB命令中，以优化给定应用的防冲突算法。每个不处于ACTIVE或HALT状态（即处于IDLE或READY状态）的PICC应处理该报文，并选择它将在哪个时间槽（每个时间槽被选中的概率都为1/N）内返回它的ATQB响应信息。 1.1.7.1 REQB命令格式

REQB命令由PCD发出，长度为5个字节，格式为： Apf （1字节） AFI （1字节） PARAM （1字节） CRC_B （2字节） 图表 错误！文档中没有指定样式的文字。-9：REQB命令格式

注：为了有更多的时间在线地处理信息，要求经常处理的信息位置靠前。

1.1.7.2 防冲突前缀字节APf的编码

防冲突前缀字节APf=?05?=(0000 0101)b。

1.1.7.3 AFI的编码

AFI（应用族标识符）代表由PCD所瞄准的应用类型。AFI可用来在ATQB之前预先选择PICC：只有那些具有由AFI所指出的类型的应用的PICC才可以应答AFI不等于?00?的REQB命令。

当AFI等于?00?，所有PICC应处理REQB。

AFI的最高有效半字节可用来编码按下表定义的某个特定的应用族或所有应用族。 AFI的最低有效半字节可用来编码某个特定应用子族或所有应用子族。不同于0的子族代码是专有的。

表格 错误！文档中没有指定样式的文字。-1：AFI的编码

AFI 最高有效半字节 ‘0’ ‘X’ ‘X’ ‘0’ ‘1’ ‘2’ ‘3’ ‘4’ ‘5’ ‘6’ ‘7’ ‘8’ ‘9’-‘F’ AFI 最低有效半字节 ‘0’ ‘0’ ‘Y’ ‘Y’ ‘0’, ‘Y’ ‘0’, ‘Y’ ‘0’, ‘Y’ ‘0’, ‘Y’ ‘0’, ‘Y’ ‘0’, ‘Y’ ‘0’, ‘Y’ ‘0’, ‘Y’ ‘0’, ‘Y’ 含义-PICC 响应来自 所有族和子族 族X的所有子族 仅族X的第Y个子族 仅专有的子族Y 运输 金融 标识 电信 医学 多媒体 博彩 数据存储 RFU 举例/注释 没有应用预选 广泛的应用预选 集团运输,汽车,航空公司,… IEP,银行,零售,… 门禁控制,… 公用电话,GSM,… 因特网服务,… 可移植文件,… 注：1、 如果AFI=‘00’，则所有的PICC都应响应（没有预先选择）。 2、X=‘1’到‘F’，Y=‘1’到‘F’。

1.1.7.4 PARAM的编码 RFU b8=0 b7=0 b6=0 b5=0 b4=0 b3 b2 b1 图表 错误！文档中没有指定样式的文字。-10：PARAM的编码

b4=0：“正常请求”（PICC在Idle状态或Ready状态下处理该请求）

b4=1：“请求所有”（PICC在Idle状态或Ready状态或HALT状态下处理该请求） b1到b3用来编码对应下表的时间槽N的数。

表格 错误！文档中没有指定样式的文字。-2：N的编码

b3b2b1 000 001 010 011 100 101 11× N 1=20 2=21 4=22 8=23 16=2 RFU RFU 4注：对于每个PICC，在第一个时间槽内响应（ATQB）的概率应为1/N。因此，如果PCD中使用了概率的方法，则N不可用来调整时间槽的编号，而是在这个唯一的时间槽内PICC返回它的ATQB的概率。

1.1.8 Slot-MARKER命令

在REQB命令之后，PCD可发送至多（N-1）个时间槽标记来定义每个时间槽的开始。为了确保良好的可靠性，每个时间槽标记包含两个CRC_B字节。

不强制PICC支持该命令。在这种情况下，PICC应忽略任何Slot-MARKER命令。PICC仅可在第一个时间槽内发送其ATQ。 时间槽标记可以：

在PCD收到的ATQB报文结束之后被发送，以便标记下一个时间槽的开始。 如果没有收到ATQB（如果已知该时间槽为空，则不必等到该时间槽结束），则较早地被发送。

1.1.8.1 Slot-MARKER命令格式

该命令由PCD发送，大小为3字节，格式：

APn （1字节） CRC_B （2字节） 图表 错误！文档中没有指定样式的文字。-11：Slot-MARKER命令格式

1.1.8.2 防冲突前缀字节APn的编码

Slot-MARKER的第一个字节不同于REQB字节APf。

APn=（nnnn 0101）b，其中nnnn是时间槽标记的编号，范围从1到15。

注：不强制时间槽标记按递增的时间槽编号顺序来发送。

1.1.9 ATQB（请求应答-类型B）响应

对REQB和Slot-MARKER命令的响应都被称作ATQB（请求应答）。 ATQB有固定长度（14个字节）和限定的持续时间。

仅对于ATQB， 第错误！未找到引用源。章中定义的TR0应不大于256/fs。 1.1.9.1 ATQB格式 ATQB的格式为： ‘50’ PUPI （1字节） （4字节） 应用数据 （4字节） 协议信息 （3字节） CRC_B （2字节） 图表 错误！文档中没有指定样式的文字。-12：ATQB格式

1.1.9.2 PUPI（伪唯一PICC标识符）

伪唯一PICC标识符（PUPI）可用来区分防冲突期间的不同PICC。这4字节数可以是PICC动态产生的一个数或一个多样化的固定数。

1.1.9.3 应用数据

该字段用来通知PCD在PICC上当前安装了哪些应用。这个信息使得在有多个PICC存在时，PCD能选择想要的PICC。 1.1.9.4 协议信息

该字段指示了卡所支持的参数。它的具体格式如下： 比特速率能力 （8位） 最大帧长度 （4位） 协议类型 （4位） FWI （4位） RFU (2位) FO (2位) 图表 错误！文档中没有指定样式的文字。-13：协议信息格式

比特速率能力（8位）：见下表：

表格 错误！文档中没有指定样式的文字。-3：PICC支持的比特速率

b8 0 1 - - - - - - b7 0 - - - 1 - - - b6 0 - - 1 - - - - b5 0 - 1 - - - - - b4 0 0 0 0 0 0 0 0 b3 0 - - - - - - 1 b2 0 - - - - - 1 - b1 0 - - - - 1 - - 含义 在两个方向上PICC仅支持106kbits/s 从PCD到PICC和从PICC到PCD强制相同的比特速率 PICC到PCD,1etu=64/fc,支持的比特速率为212kbit/s PICC到PCD,1etu=32/fc,支持的比特速率为424kbit/s PICC到PCD,1etu=16/fc,支持的比特速率为847kbit/s PCD到PICC,1etu=64/fc,支持的比特速率为212kbit/s PCD到PICC,1etu=32/fc,支持的比特速率为424kbit/s PCD到PICC,1etu=16/fc,支持的比特速率为847kbit/s 最大帧长度（4位）：见下表 表格 错误！文档中没有指定样式的文字。-4：最大帧长度

PICC可接收的最大帧长度编码如下： ATQB中的最大帧长度0 代码 1 2 3 4 5 6 7 8 9-F 最大帧长度(字节) 16 24 32 40 48 64 96 128 256 RFU>256 协议类型（4位）：见表7-14 表格 错误！文档中没有指定样式的文字。-5：PICC支持的协议类型 PICC支持的协议类型定义如下： b4 0 0 b3 0 0 b2 0 0 b1 1 0 含义 PICC支持ISO/IEC14443-4 ISO/IEC14443-4除外 其他值是RFU FWI：帧等待时间整数（4位），见第错误！未找到引用源。章 FO：帧选项（2位）

表格 错误！文档中没有指定样式的文字。-6：PICC支持的帧选项 b2 - 1 b1 1 - 含义 PICC支持的NAD PICC支持的CID 1.1.10 ATTRIB命令

PCD发送的ATTRIB命令应包括选择单个PICC所要求的信息。

收到一个带有其标识符的ATTRIB命令的PICC就成为选中的，并分配到一个专用信道。在选中之后，该PICC仅响应第8章中定义的包括其唯一CID的命令。 1.1.10.1 ATTRIB格式 PCD发出的ATTRIB的格式如下： ‘1D’ (1字节) 图表 错误！文档中没有指定样式的文字。-14：ATTRIB格式

1.1.10.2 标识符的编码

该标识符是PICC发送的ATQB中的PUPI的值。 1.1.10.3 参数1的编码 TR0 b8 b7 TR1 b6 b5 EOF b4 SOF b3 RFU b2 b1 标识符 (4字节) 参数1 参数2 参数3 CID 高层INF CRC_B (1字节) (1字节) (1字节) (1字节) （任选-可变长度） (2字节) 图表 错误！文档中没有指定样式的文字。-15：PARAM 1的编码

若无其他规定，所有RFU位应被置为0。 EOF/SOF

b3和b4指示PCD有能力抑制从PICC到PCD的EOF或SOF中断，该能力可以减少通信开销。对PICC，抑制EOF和/或SOF是任选的。b3和b4的编码如下：

表格 错误！文档中没有指定样式的文字。-7：SOF/EOF处理 b3 0 1 要求SOF断开 是 否

b4 0 1 要求EOF断开 是 否

TR0

TR0向PICC指示在PCD发送的命令结束之后，进行响应之前的最小延迟。错误！未找到引用源。规定了TR0的缺省值为64/fs。

表格 错误！文档中没有指定样式的文字。-8：TR0编码 TR0 00 01 10 11 TR1

TR1向PICC指示副载波调制开始和数据传输开始之间的最小延迟。错误！未找到引用源。规定了TR0的缺省值为80/fs。

表格 错误！文档中没有指定样式的文字。-9：TR1编码 TR1 00 01 10 11 无调制的最小副载波持续时间 80/fs（缺省值） 64/fs 16/fs RFU 副载波传输前的最小延迟 64/fs（缺省值） 48/fs 16/fs RFU 注：该延迟取决于PCD的性能：它是当从发送切换到接收时PCD所要求的。

注：该延迟取决于PCD的性能：它是PCD为与PICC同步所要求的。

1.1.10.4 参数2的编码

b1到b4可用来编码下表中规定的可被PCD接收到的最大帧长度。

表格 错误！文档中没有指定样式的文字。-10：参数2的b1到b4的编码

ATQB中最大帧长度0 代码 最大帧长度(字节) RFU 1 RFU 2 32 3 40 4 48 5 64 6 96 7 8 9-F 128 256 RFU>256 b5到b8用于比特速率选择，如下表所规定。

表格 错误！文档中没有指定样式的文字。-11：参数2的b5到b8的编码 b6 b5 00 01 10 11 b8 b7 00 01 10 11 含义 PCD到PICC，letu=128/fc，比特速率为106kbit/s PCD到PICC，letu=64/fc，比特速率为212kbit/s PCD到PICC，letu=32/fc，比特速率为424kbit/s PCD到PICC，letu=16/fc，比特速率为847kbit/s 含义 PICC到PCD，letu=128/fc，比特速率为106kbit/s PICC到PCD，letu=64/fc，比特速率为212kbit/s PICC到PCD，letu=32/fc，比特速率为424kbit/s PICC到PCD，letu=16/fc，比特速率为847kbit/s 1.1.10.5 参数3的编码

b4 b3 b2 b1=0001

b8 b7 b6 b5=RFU=0000 1.1.10.6 CID的编码

最低有效半字节（b4到b1）被称为卡识别符（CID），并定义了在0到14范围内寻址PICC的逻辑号。值15为RFU。CID由PCD规定并对所有在同一时刻处于ACTIVE状态的PICC是唯一的。

1.1.10.7 高层INF

任何高层命令都可以包括在内。

不强制PICC成功地处理在本上下文中的任何命令。

但是如果不包含任何应用命令，PICC仍应成功地处理这种报文。

1.1.11 对ATTRIB命令的应答

PICC应使用高层协议格式对第一个正确地被标识出的PUPI（带有效CRC_B）ATTRIB命令进行应答。

PICC应使用下面描述的格式对任何有效的ATTRIB命令进行应答。 CID （1字节） 高层响应 （任选-不同长度） CRC_B （2字节） 图表 错误！文档中没有指定样式的文字。-16：对ATTRIB命令的应答格式

注：长度等于高层数据加上3个协议字节的总数。

如下图所示：PICC应使用一个空的高层响应来应答空的ATTRIB命令。

‘1D’ 标识符 参数1到3 （1字节） （4字节） （1字节） CID CRC_B (1字节) （2字节） 图表 错误！文档中没有指定样式的文字。-17：PCD发送到PICC的ATTRIB命令

CID (1字节) CRC_B （2字节） 图表 错误！文档中没有指定样式的文字。-18：PICC对ATTRIB的应答

注：

·对任何ATTRIB命令正确格式化的（有效CID和CRC_B字段）应答是PCD检测PICC选择已成功的手段。

·只要PICC响应满足上面描述的格式，就可以指示允许在本上下文中PICC不支持高层命令的高层响应。

1.1.12 HALT命令及应答

该命令用于将PICC置为HALT状态，因而对正常REQB没有更多的响应。

对该命令应答后，PICC仅对Wake up REQB命令应答（见1.1.7 ）。 PCD发出的HALT命令格式如下： ‘50’ （1字节） 识别符 （4字节） CRC_B （2字节） 图表 错误！文档中没有指定样式的文字。-19：HALT命令格式

标识符为PICC发送的ATQB中PUPI的值。

对来自PICC的HALT命令的应答的格式如下：

‘00’ (1字节) CRC_B （2字节） 图表 错误！文档中没有指定样式的文字。-20：PICC对HALT的应答

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