齊維孔,李 明,劉乃金,周 鈉
(中國空間技術(shù)研究院,北京100094)
網(wǎng)絡(luò)電磁空間是陸、海、空、天之外的第五空間,并存在于上述四個(gè)領(lǐng)域的交疊處。該空間就是一個(gè)作戰(zhàn)域,一方面可通過發(fā)送病毒、信息篡改、邏輯炸彈、網(wǎng)絡(luò)入侵、節(jié)點(diǎn)攻擊等手段,破壞敵方網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),造成敵國指揮控制系統(tǒng)的癱瘓;另一方面可通過物理層、鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層等多層防御技術(shù),保護(hù)己方網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),奪取電磁空間和網(wǎng)絡(luò)空間的制信息權(quán)。目前,美國、俄羅斯、德國、韓國、朝鮮等國均成立了網(wǎng)電作戰(zhàn)部隊(duì),保證己方網(wǎng)絡(luò)空間安全,同時(shí)具備殺傷別國網(wǎng)絡(luò)的能力,網(wǎng)電作戰(zhàn)研究已經(jīng)展開。本文在分析網(wǎng)絡(luò)電磁空間概念與內(nèi)涵的基礎(chǔ)上,闡述了國外網(wǎng)絡(luò)空間攻防技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r。
國外對網(wǎng)絡(luò)電磁空間的認(rèn)識還在不斷發(fā)展和變化的過程中,由最初的認(rèn)為“網(wǎng)絡(luò)電磁空間”就是電腦空間、網(wǎng)絡(luò)空間,甚至簡單地認(rèn)為就是互聯(lián)網(wǎng),到現(xiàn)在的“涵蓋所有電磁頻譜的物理領(lǐng)域”,其概念和內(nèi)涵在不斷拓展和深入。即使是在該領(lǐng)域內(nèi)處于研究前沿的美國,對網(wǎng)絡(luò)電磁空間內(nèi)涵的認(rèn)識也是一個(gè)不斷發(fā)展并豐富的過程。其2000年版定義受當(dāng)時(shí)社會網(wǎng)絡(luò)化程度不高的影響,較為簡單且局限于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),強(qiáng)調(diào)“信息與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合”;2006版定義從機(jī)理和功能的角度對網(wǎng)絡(luò)電磁空間進(jìn)行解釋,強(qiáng)調(diào)“應(yīng)用電子技術(shù)和電磁頻譜作用于數(shù)據(jù)”;2008年版定義從性質(zhì)和組成要素的角度對網(wǎng)絡(luò)電磁空間進(jìn)行解釋,強(qiáng)調(diào)“網(wǎng)絡(luò)電磁空間的廣泛性及其要素密切聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)”。
可以說,各國對網(wǎng)絡(luò)電磁空間的概念到目前也沒有達(dá)成最終的一致,還處于邊摸索、邊研究、邊開發(fā)、邊利用階段。早期的網(wǎng)絡(luò)電磁空間攻擊與防御手段,僅僅只局限于對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的攻擊與防御,如利用計(jì)算機(jī)病毒對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)上的電腦進(jìn)行攻擊。但隨著網(wǎng)絡(luò)電磁空間的發(fā)展,對于網(wǎng)絡(luò)電磁空間的攻擊與防御已發(fā)展到了陸、海、空、天各個(gè)領(lǐng)域。
網(wǎng)絡(luò)電磁空間是陸、海、空、天之外的第五空間,并存在于上述四個(gè)領(lǐng)域的交疊處,如圖1所示。網(wǎng)絡(luò)電磁空間的節(jié)點(diǎn)實(shí)體都存在于其他域內(nèi),網(wǎng)絡(luò)電磁空間中的活動(dòng)能使其他幾個(gè)域的活動(dòng)有更大的行動(dòng)自由,其他幾個(gè)域的活動(dòng)也能在網(wǎng)絡(luò)電磁空間內(nèi)或通過網(wǎng)絡(luò)電磁空間造成影響。
圖1 網(wǎng)絡(luò)電磁空間域與陸??仗煊蛑g關(guān)系示意圖
從20世紀(jì)90年代開始,美國政府開始高度關(guān)注網(wǎng)絡(luò)電磁空間安全。1995年,蘭德公司指出,工業(yè)時(shí)代的戰(zhàn)略戰(zhàn)是核戰(zhàn)爭,信息時(shí)代的戰(zhàn)略戰(zhàn)主要是網(wǎng)絡(luò)電磁戰(zhàn)。2003年美國公布了《國家網(wǎng)絡(luò)電磁空間安全戰(zhàn)略》,正式將網(wǎng)絡(luò)電磁空間安全提升至國家安全的戰(zhàn)略高度。美國國土安全部將網(wǎng)絡(luò)電磁攻擊作為威脅美國本土的四大威脅之一。
美軍認(rèn)為:應(yīng)把在網(wǎng)絡(luò)電磁空間中有效開展軍事行動(dòng)作為其長遠(yuǎn)戰(zhàn)略重要組成部分;應(yīng)把確保網(wǎng)絡(luò)電磁空間可用性確立為國家安全核心內(nèi)容和聯(lián)合作戰(zhàn)部隊(duì)的持久任務(wù);同時(shí)美軍應(yīng)具備在網(wǎng)絡(luò)電磁空間自由行動(dòng)的能力、網(wǎng)絡(luò)電磁空間的全球態(tài)勢感知能力、利用網(wǎng)絡(luò)電磁空間或在網(wǎng)絡(luò)電磁空間內(nèi)與其他域協(xié)同作戰(zhàn)的能力,以及在必要情況下為民事任務(wù)提供網(wǎng)絡(luò)電磁空間支持的能力;最終美軍要奪取網(wǎng)絡(luò)電磁空間軍事行動(dòng)主動(dòng)權(quán),建立在網(wǎng)絡(luò)電磁空間全球范圍內(nèi)的主導(dǎo)地位。
為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo),美軍采取了一系列重要舉措,主要包括:制定網(wǎng)絡(luò)電磁空間發(fā)展戰(zhàn)略、建設(shè)網(wǎng)絡(luò)電磁空間作戰(zhàn)力量、發(fā)展網(wǎng)絡(luò)電磁空間攻防武器、開展網(wǎng)絡(luò)電磁對抗演習(xí)等。
表1統(tǒng)計(jì)了美國在網(wǎng)絡(luò)電磁空間攻防系統(tǒng)方面提出的一些計(jì)劃。
表1 美國網(wǎng)絡(luò)電磁空間攻防系統(tǒng)計(jì)劃
為了加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)電磁空間力量建設(shè)頂層設(shè)計(jì)與規(guī)劃,近年來美國防部通過制定一系列網(wǎng)絡(luò)電磁空間發(fā)展戰(zhàn)略以及評析網(wǎng)絡(luò)電磁空間發(fā)展?fàn)顩r,為美軍網(wǎng)絡(luò)電磁空間力量發(fā)展指明了目標(biāo)與前進(jìn)方向。
2005年3月發(fā)布的《美國國防戰(zhàn)略》明確將網(wǎng)絡(luò)電磁空間定義為與陸、海、空、天具有同等重要地位的五大空間之一。2006年2月發(fā)布的《四年一度防務(wù)評審》報(bào)告把在網(wǎng)絡(luò)電磁空間中有效開展行動(dòng)作為其長遠(yuǎn)戰(zhàn)略的重要組成部分,指明了當(dāng)時(shí)國防部應(yīng)急需解決的三個(gè)網(wǎng)絡(luò)電磁空間相關(guān)的問題。2006年12月發(fā)布的《網(wǎng)絡(luò)電磁空間行動(dòng)國家軍事戰(zhàn)略》建立了美軍在網(wǎng)絡(luò)電磁空間開展軍事行動(dòng)的戰(zhàn)略框架,為后續(xù)計(jì)劃、支持和開展網(wǎng)絡(luò)電磁空間軍事行動(dòng)提供了參考和依據(jù)。2009年1月發(fā)布的《四年一度使命與任務(wù)評審》報(bào)告指出網(wǎng)絡(luò)電磁空間是美軍應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的四個(gè)使命和任務(wù)領(lǐng)域之一,提出了美軍網(wǎng)絡(luò)電磁空間能力發(fā)展目標(biāo)。2010年2月發(fā)布的《四年一度防務(wù)評審報(bào)告》首次將網(wǎng)絡(luò)電磁空間列為與陸、海、空、天平等的獨(dú)立作戰(zhàn)域,提出了加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)電磁空間能力的四項(xiàng)措施。2011年2月發(fā)布的《美國國家軍事戰(zhàn)略》指出國家安全核心內(nèi)容和聯(lián)合部隊(duì)的持久任務(wù)應(yīng)包括確保網(wǎng)絡(luò)電磁空間的可用性,以及美軍應(yīng)建立網(wǎng)絡(luò)電磁空間威懾能力。2011年7月發(fā)布的《網(wǎng)絡(luò)電磁空間行動(dòng)戰(zhàn)略》提出了美國防部應(yīng)對威脅與挑戰(zhàn)、實(shí)施有效網(wǎng)絡(luò)電磁空間作戰(zhàn)的五大戰(zhàn)略舉措。
為了建立起能夠有效開展網(wǎng)絡(luò)電磁空間軍事行動(dòng)、順利完成網(wǎng)絡(luò)電磁空間作戰(zhàn)任務(wù)的作戰(zhàn)力量,美軍通過體制編制調(diào)整,組建了統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)電磁空間軍事行動(dòng)指揮機(jī)構(gòu),成立了專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)電磁空間作戰(zhàn)部隊(duì)。
美國防部于2009年6月23日成立網(wǎng)絡(luò)電磁司令部,整合美軍網(wǎng)絡(luò)電磁空間作戰(zhàn)力量,該司令部于2010年5月正式運(yùn)行,2010年11月3日具備完全作戰(zhàn)能力。網(wǎng)絡(luò)電磁司令部是美軍戰(zhàn)略司令部下屬的二級司令部,但與美軍戰(zhàn)略司令部保持業(yè)務(wù)與指揮上的獨(dú)立性,司令由國家安全局局長兼任。網(wǎng)絡(luò)電磁司令部的職責(zé)是指揮協(xié)調(diào)各種網(wǎng)絡(luò)電磁空間作戰(zhàn)力量,負(fù)責(zé)美軍網(wǎng)絡(luò)電磁空間防御,發(fā)展進(jìn)攻性網(wǎng)絡(luò)電磁空間作戰(zhàn)武器,制定網(wǎng)絡(luò)電磁空間作戰(zhàn)條令和計(jì)劃,協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)電磁空間作戰(zhàn)經(jīng)費(fèi)預(yù)算、設(shè)備采購以及人員招募培訓(xùn)等。
美國各軍種積極響應(yīng),也陸續(xù)成立、調(diào)整相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)電磁空間行動(dòng)指揮機(jī)構(gòu)和作戰(zhàn)隊(duì)伍。2009年8月18日,美空軍在航天司令部增設(shè)第24航空隊(duì),主要負(fù)責(zé)空間網(wǎng)絡(luò)電磁空間行動(dòng),下屬第624作戰(zhàn)中心、第67網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)聯(lián)隊(duì)、第688信息作戰(zhàn)聯(lián)隊(duì)以及第689戰(zhàn)斗通信聯(lián)隊(duì)等。2010年1月21日,海軍陸戰(zhàn)隊(duì)成立網(wǎng)絡(luò)電磁司令部,下屬海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的網(wǎng)絡(luò)電磁司令部指揮機(jī)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)作安全中心、密碼支持營下屬的L連等。2010年1月29日,美海軍在海軍網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)司令部的基礎(chǔ)上成立美國艦隊(duì)網(wǎng)絡(luò)電磁司令部,并命名為第10艦隊(duì),下屬海軍的網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)司令部、信息作戰(zhàn)司令部、網(wǎng)絡(luò)電磁空間防御作戰(zhàn)司令部以及信息作戰(zhàn)中心等。2010年2月,陸軍正式批準(zhǔn)成立獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)電磁司令部。另外各軍種網(wǎng)絡(luò)電磁司令部均歸美國網(wǎng)絡(luò)電磁司令部下屬。
為了檢驗(yàn)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)電磁空間力量建設(shè)成果和發(fā)展水平,提高網(wǎng)絡(luò)電磁空間作戰(zhàn)力量的作戰(zhàn)能力,近年來除了美國國土安全部組織“網(wǎng)絡(luò)電磁風(fēng)暴”系列網(wǎng)絡(luò)電磁對抗演習(xí)外,美軍也多次開展了規(guī)模、層次、內(nèi)容各不相同的網(wǎng)絡(luò)電磁空間模擬演習(xí)。
2010年4月20~23日,美國國家安全局組織了“網(wǎng)絡(luò)電磁防御演習(xí)2010”。該演習(xí)由參賽院校隊(duì)伍扮演藍(lán)軍,由軍方網(wǎng)絡(luò)電磁專家扮演紅軍,進(jìn)行紅藍(lán)軍對抗演習(xí)。本次演習(xí)的主題為“在敵對網(wǎng)絡(luò)電磁環(huán)境中的生存策略”,通過設(shè)置復(fù)雜不可信的網(wǎng)絡(luò)電磁環(huán)境,限制藍(lán)軍可用的防御資源,藍(lán)軍需要精心設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和事件響應(yīng)辦法,盡力抑制和緩和紅軍的攻擊,保護(hù)關(guān)鍵系統(tǒng)和服務(wù)的正常運(yùn)行和安全。
2010年5月7日,美空軍航天司令部開展了“施里弗-6”演習(xí)。該演習(xí)的目的是:針對未來需求,研究空間和網(wǎng)絡(luò)電磁空間的各種概念、能力和力量態(tài)勢;檢驗(yàn)空間和網(wǎng)絡(luò)電磁空間對未來威懾戰(zhàn)略的貢獻(xiàn);探索一體化的規(guī)劃流程,以全國之力保護(hù)空間和網(wǎng)絡(luò)電磁空間,并實(shí)施相關(guān)作戰(zhàn)活動(dòng)。
2010年10月15日,美國空軍第460航天聯(lián)隊(duì)完成了首次“網(wǎng)絡(luò)電磁閃電”演習(xí)。這是空軍首次獨(dú)立開展的聚焦網(wǎng)絡(luò)電磁空間的演習(xí),旨在測試第460航天聯(lián)隊(duì)在網(wǎng)絡(luò)電磁空間環(huán)境的運(yùn)行能力。
2011年5月,美太平洋司令部舉行了“最后的復(fù)仇女神2011”演習(xí),對新的網(wǎng)絡(luò)電磁防御戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)和程序進(jìn)行戰(zhàn)地測試,以增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)電磁對抗的實(shí)戰(zhàn)能力。
通過大量的對抗演習(xí),美軍不僅檢驗(yàn)了其網(wǎng)絡(luò)電磁攻擊響應(yīng)能力與協(xié)調(diào)機(jī)制,積累了網(wǎng)絡(luò)電磁空間攻防經(jīng)驗(yàn),更為培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)電磁人才、進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)電磁空間協(xié)調(diào)響應(yīng)機(jī)制改革、制定未來網(wǎng)絡(luò)電磁空間力量發(fā)展方向和措施提供了重要依據(jù)和參考。
基于空間網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)電磁空間則是網(wǎng)絡(luò)電磁空間中的一個(gè)重要組成部分,其本身不僅可以成為網(wǎng)絡(luò)電磁空間攻防對抗的載體,而且可以依賴空間網(wǎng)絡(luò)的無國界、無地域等先天優(yōu)勢而成為地面網(wǎng)絡(luò)電磁空間對抗手段的信息通道和傳輸走廊。下面從空間對抗平臺和空間信息對抗兩個(gè)角度分別闡述。
1)空間對抗平臺的發(fā)展
美國發(fā)展了多種空間平臺,開展了試驗(yàn)航天器(XSS)、自主交會技術(shù)驗(yàn)證衛(wèi)星(DART)、深度撞擊(Deep Impact)、微衛(wèi)星驗(yàn)證科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)計(jì)劃(Mi-TEx)、近場紅外系統(tǒng)(NFIRE)、“軌道快車”(Orbit Express)等空間試驗(yàn),完成了空間自主交會、近距離逼近檢查、空間目標(biāo)捕獲等空間操作技術(shù)的驗(yàn)證,空間對抗平臺已呈現(xiàn)微小型化與傳感器一體化發(fā)展趨勢。
①自主快速機(jī)動(dòng)成為空間對抗天基平臺特別是武器平臺的核心能力
美空軍的XSS-10試驗(yàn)衛(wèi)星于2003年1月29日發(fā)射,在相距200m、100m和35m的距離上對目標(biāo)進(jìn)行了拍照,對自主運(yùn)行和近距離空間目標(biāo)觀測能力進(jìn)行了技術(shù)驗(yàn)證。XSS-11試驗(yàn)衛(wèi)星于2005年4月11日發(fā)射,實(shí)現(xiàn)了長期工作,與位于同一軌道內(nèi)的空間物體進(jìn)行自主交會,對自主交會與對接、逼近檢測、靠近繞飛等技術(shù)進(jìn)行了驗(yàn)證。2009年1月,美國承認(rèn)首次動(dòng)用在地球同步軌道上運(yùn)行近3年的2顆微衛(wèi)星技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星(MiTEx),在4萬千米的高空對失靈的DSP 23預(yù)警衛(wèi)星進(jìn)行秘密監(jiān)測,并完成近距離觀察、成像等操作,獲取了無線電數(shù)據(jù),驗(yàn)證了高軌道機(jī)動(dòng)/追蹤、接近觀測/檢查、繞飛伴飛技術(shù)的可行性,可用于對目標(biāo)衛(wèi)星實(shí)施效果可控的殺傷。
②模塊化與小型化成為天基平臺的重要發(fā)展趨勢
XSS-10是一種平臺和載荷功能一體化的微小型空間飛行器。其集成化的電子系統(tǒng)、緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、與攔截器一致的外形布局,形成一類具有擴(kuò)展能力的新型短期平臺。此外,美國國防高級研究計(jì)劃局提出的(F6)概念,將傳統(tǒng)的整體式航天器分解為可組合的分離模塊,各分離模塊可以快速批量制造和獨(dú)立發(fā)射,在軌運(yùn)行時(shí)構(gòu)成一個(gè)完整功能的虛擬航天器系統(tǒng),使得該系統(tǒng)在全壽命周期內(nèi)具備系統(tǒng)重構(gòu)和功能再定義的能力。
③空間操控技術(shù)成為研究的熱點(diǎn)
2007年3~7月,美國成功實(shí)施了“軌道快車”太空攻防對抗技術(shù)演示試驗(yàn)?!败壍揽燔嚒毕到y(tǒng)由“太空自動(dòng)化運(yùn)輸機(jī)器人”(ASTRO)與“未來星/貨艙飛行器”(NextSat/CSC)組成,進(jìn)入太空后二者分開,由ASTRO使用自主交會與捕獲敏感器系統(tǒng)(ARCSS)與先進(jìn)視覺制導(dǎo)敏感器系統(tǒng)(AVGS)對NextSat進(jìn)行測量、捕捉、追趕,并用機(jī)械臂將NextSat拉回,替它更換電池板和其他零部件,或加注燃料。試驗(yàn)的成功不僅證明美國具備了對己方衛(wèi)星進(jìn)行在軌維修服務(wù)的技術(shù)能力,而且說明美國掌握了對敵衛(wèi)星進(jìn)行監(jiān)視、交會、繞飛、寄生、捕獲俘虜?shù)溶洑陀泊輾芰Α!敖谀茯?yàn)證的初期自動(dòng)機(jī)器人技術(shù)”(FREND)計(jì)劃,是繼“軌道快車”后的又一項(xiàng)自主交會捕獲試驗(yàn)計(jì)劃,將在地球同步軌道試驗(yàn)對非合作目標(biāo)的自主交會捕獲技術(shù),使美國微小衛(wèi)星的反衛(wèi)星能力從近地軌道提升到地球同步軌道。
2)空間信息對抗的發(fā)展
由于動(dòng)能反衛(wèi)星武器將造成較多的空間碎片危害空間環(huán)境,美國提出首選“暫時(shí)和可逆”措施拒止敵人利用空間,因此,美國積極發(fā)展干擾衛(wèi)星通信鏈路的“軟殺傷”反衛(wèi)星武器。2004年,美軍宣布部署3套具備初始作戰(zhàn)能力的“衛(wèi)星通信對抗系統(tǒng)”(CSS),已具備了Ku頻段以下反衛(wèi)星能力;之后又部署了2套干擾能力更強(qiáng)的第二代“衛(wèi)星通信對抗系統(tǒng)”,干擾頻段擴(kuò)展到毫米波Ka頻段,能夠?qū)咕哂锌垢蓴_能力的通信衛(wèi)星。此外,還發(fā)展了“監(jiān)視偵察衛(wèi)星對抗系統(tǒng)”。預(yù)計(jì)到2030年,“衛(wèi)星通信對抗系統(tǒng)”和“監(jiān)視偵察衛(wèi)星對抗系統(tǒng)”作戰(zhàn)能力將不斷得到現(xiàn)代化改造,屆時(shí)美軍將能夠根據(jù)作戰(zhàn)需求,對敵方的空間系統(tǒng)實(shí)施“欺騙、干擾、拒止、降低、摧毀”(5D)等形式對抗。
俄羅斯已經(jīng)具備了陸基UHF和X頻段衛(wèi)星通信對抗裝備。其中РП-379型UHF衛(wèi)星通信干擾系統(tǒng)能對美空軍衛(wèi)星通信系統(tǒng)、國防衛(wèi)星通信系統(tǒng)以及美海事通信衛(wèi)星實(shí)施電子攻擊;X頻段衛(wèi)星通信對抗系統(tǒng)能對美軍國防衛(wèi)星通信系統(tǒng)(DSCS II、III)等衛(wèi)星的X頻段通信實(shí)施電子攻擊。此外,俄羅斯還擁有“傘”光電干擾設(shè)備和多種GPS(全球定位系統(tǒng))干擾設(shè)備等衛(wèi)星干擾系統(tǒng),能夠?qū)刹煨l(wèi)星和導(dǎo)航衛(wèi)星實(shí)施干擾。
網(wǎng)絡(luò)電磁空間戰(zhàn)爭是未來高技術(shù)戰(zhàn)爭的核心,將綜合運(yùn)用電子戰(zhàn)和網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)手段,對敵電子目標(biāo)和網(wǎng)絡(luò)化信息系統(tǒng)進(jìn)行一體化攻擊,或?qū)悍诫娮酉到y(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)化信息系統(tǒng)進(jìn)行防御,其目的是奪取電磁空間和網(wǎng)絡(luò)空間的制信息權(quán)。鑒于網(wǎng)絡(luò)電磁空間的重要性,急需開展網(wǎng)絡(luò)電磁空間方面的研究。本文分析了網(wǎng)絡(luò)電磁空間的概念與內(nèi)涵,在此基礎(chǔ)上,闡述了網(wǎng)絡(luò)電磁空間與其他空間的關(guān)系,并分析了國外網(wǎng)絡(luò)電磁空間技術(shù)的發(fā)展,為相關(guān)技術(shù)的研究提供參考?!?/p>
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