OpenVPN - 윈디하나의 솔라나라

분류: 어플리케이션
설명: VPN 및 OpenVPN 설명 (2017-02-07)
위치: 윈디하나의 솔라나라: OpenVPN (처음 오신 분은 윈디하나의 솔라나라 이야기를 읽어주십시오)
윈디하나의 솔라나라 트위터 @solanara

개요

VPN을 설명하기 전에 사설망을 먼저 설명해야 한다. 사설망(Private Network)이란 사설 IP 주소를 사용하는 네트워크를 말한다. VPN은 서로 떨어진 사설망을 공중망(Public Network)을 경유해 가상으로 하나의 사설망인것 처럼 이어주는 통신망을 VPN이라고 한다.
사설망을 사용하는 가장 큰 이유는 보안때문이다. 하지만 VPN을 사용하게 되면 공중망을 경유하기 때문에 패킷 감청이 가능해진다. 따라서 둘 사이를 통신할 때에는 반드시 보안 프로토콜을 사용한다.
VPN에는 PPTP, L2TP, IPSec방식이 사용되곤 하지만, 여기서는 오픈 소스인 OpenVPN을 사용한 방법에 대해 설명한다. 그나마 쉽게 설치할 수 있고 사용할 수 있기 때문에 요즘엔 각광받는 VPN이다.
OpenVPN Community Software

설치

윈디하나의 솔라나라: OpenSSL - OpenSSL 설치을 참고해 SSL라이브러리를 설치한다.
Solaris TUN/TAP Driver
- 솔라리스를 위한 TUN, TAP드라이버. OpenVPN을 위시한 다른 가상 네트워크 솔루션에서 사용한다.
- TUN 은 Network Tunnel 장치로, Virtual Point-to-Point Network Device, Virtual Network Layer Device 라고도 불린다. OSI 7계층 중 3계층에서 작동하며, 주로 라우팅을 담당한다.
- TAP 은 Network Tap 장치로, Virtual Ethernet Network Device, Virtual Link Layer Device 라고도 불린다. OSI 7계층 중 2계층에서 작동하며, 주로 네트워크 브릿지를 담당한다.
- TAP driver for Solaris
- kaizawa/tuntap
tun/tap 드라이버
```
# wget https://github.com/kaizawa/tuntap/archive/v1.3.3.tar.gz
# tar xvfz tuntap-1.3.3.tar.gz
# cd tuntap-1.3.3
# ./configure
# make
# sudo make install
```
tun 컨트롤러
```
# wget https://github.com/kaizawa/tunctl/archive/v0.1.1.tar.gz
# tar xvfz tunctl-0.1.1.tar.gz
# cd tunctl-0.1.1
# ./configure
# vi Makefile
CC = cc
CFLAGS = -O2 -I.
# make
# sudo make install
```
bridge 드라이버
```
# wget https://github.com/kaizawa/bridge/archive/v0.1.3.2.tar.gz
# tar xvfz bridge-0.1.3.2.tar.gz
# cd bridge-0.1.3.2
# ./configure
# make
# sudo make install
```
LZO 라이브러리
- LZO 비손실 데이터 압축 라이브러리
- Markus F.X.J. Oberhumer가 개발했다.
- 공식 홈페이지: oberhumer.com: LZO real-time data compression library
```
# wget http://www.oberhumer.com/opensource/lzo/download/lzo-2.10.tar.gz
# tar xvfz lzo-2.10.tar.gz
# cd lzo-2.10
# ./configure 1)
# make
# sudo make install
```
1) 64비트로 빌드하려면 CFLAGS="-m64" LDFLAGS="-m64"을 붙인다.

OpenVPN

OpenVPN을 설치할 차례다.

windy@wl ~/src $# wget https://swupdate.openvpn.org/community/releases/openvpn-2.4.9.tar.gz
windy@wl ~/src $ tar xvfz openvpn-2.4.9.tar.gz
windy@wl ~/src $ cd openvpn-2.4.9
windy@wl ~/src/openvpn-2.4.9 $ ./configure \
	CFLAGS="-I/usr/local/ssl/include -I/usr/local/include -m64" \
	LDFLAGS="-lxnet -lnsl -lsocket -lpam -m64"
windy@wl ~/src/openvpn-2.4.9 $ make
windy@wl ~/src/openvpn-2.4.9 $ sudo make install

make install전에 아래와 같이 테스트해볼 수 있다.

# 첫번째 셸
windy@wl ~/src/openvpn-2.4.7/sample $ ../src/openvpn/openvpn --config sample-config-files/loopback-client

# 두번째 셸
windy@wl ~/src/openvpn-2.4.7/sample $ ../src/openvpn/openvpn --config sample-config-files/loopback-server

성공적으로 진행되면 Initialization Sequence Completed메시지를 볼 수 있다.

빠른 실행

Static Key 를 사용하는 방법을 추천하지 않음

빨리 실행할 수 있다는 장점은 있지만 보안상의 이유로 Static Key 를 사용해 설정하는 방법을 추천하지 않는다.

Static Key를 사용해 빠르게 OpenVPN 을 사용해 접속할 수 있다. 이 방법은 몇가지 제한이 있지만, 공개키 인프라를 사용하지 않기 때문에 간단하게 사용할 수 있다. 이 방법의 가장 큰 단점은 하나의 커넥션만 허용된다는 것이다. Static Key Mini-HOWTO 에 나와있는 방법이다.
정적 키 생성

openvpn(1)을 사용해 정적 키를 생성한다.
```
root@wl ~ # /usr/local/sbin/openvpn --genkey --secret /usr/local/etc/openvpn_static.key
root@wl ~ # /usr/local/sbin/openvpn --test-crypto --secret /usr/local/etc/openvpn_static.key
...
Tue Feb 01 00:00:00 2015 OpenVPN crypto self-test mode SUCCEEDED.
```
이 키 파일을 서버와 클라이언트에 복사해야 한다. 키가 유출되면 보안상 큰 위협이 되기 때문에, 키를 전달할 때에는 반드시 보안상 안전한 방법을 사용해야 한다.

서버 설정

서버 설정은 아래와 같이 한다.

root@wl ~ # vi /usr/local/etc/openvpn_static_server.conf
dev tun
ifconfig 192.168.0.101 192.168.0.102
secret /usr/local/etc/openvpn_static.key
#comp-lzo
#keepalive 10 60
#ping-timer-rem
#persist-tun
#persist-key
#user nobody
#group nobody
#daemon
#route 192.168.0.0 255.255.255.0
root@wl ~ # chown root:root /usr/local/etc/openvpn_static_server.conf
root@wl ~ # chmod 600 /usr/local/etc/openvpn_static_server.conf
root@wl ~ # /usr/local/sbin/openvpn /usr/local/etc/openvpn_static_server.conf
Tue Jul 12 00:00:00 2016 OpenVPN 2.3.11 i386-pc-solaris2.10 [SSL (OpenSSL)] [LZO] [IPv6] built on Jul 12 2016
Tue Jul 12 00:00:00 2016 library versions: OpenSSL 1.0.2h  3 May 2016, LZO 2.09
Tue Jul 12 00:00:00 2016 open_tun: got dynamic interface 'tun0'
Tue Jul 12 00:00:00 2016 TUN/TAP device tun0 opened
Tue Jul 12 00:00:00 2016 do_ifconfig, tt->ipv6=0, tt->did_ifconfig_ipv6_setup=0
Tue Jul 12 00:00:00 2016 /usr/sbin/ifconfig tun0 192.168.0.101 192.168.0.102 mtu 1500 up
Tue Jul 12 00:00:00 2016 /usr/sbin/ifconfig tun0 netmask 255.255.255.255
Tue Jul 12 00:00:00 2016 UDPv4 link local (bound): [undef]
Tue Jul 12 00:00:00 2016 UDPv4 link remote: [undef]

이후에 서버에서 아래와 같이 작업해야 한다.

방화벽을 사용하고 있다면 UDP 1194 포트를 열어야 한다.
서버의 IP 포워딩을 활성화해야 한다.

클라이언트 설정

클라이언트 설정은 아래와 같이 한다.
```
root@wl2 ~ # vi /usr/local/etc/openvpn_client.conf
remote 서버공인IP주소
dev tun
ifconfig 192.168.0.102 192.168.0.101
secret /usr/local/etc/openvpn_static.keyl
root@wl2 ~ # /usr/local/sbin/openvpn /usr/local/etc/openvpn_client.conf
```
안드로이드/iOS용 OpenVPN 클라이언트 설정은 각 클라이언트를 참고한다. (하지만 Static Key를 사용한 접속은 대부분 지원하지 않는것으로 알려져 있다. 현 시점에서 필자가 알고 있는 안드로이드용 클라이언트는 없다)
테스트
- 서버에서 192.168.0.102 으로 PING이 나가는지 확인한다.
- 클라이언트에서 192.168.0.101 으로 PING이 나가는지 확인한다.
테스트 안해봄!

OpenVPN 설정

개요

고려해야할 것

OpenVPN을 브릿지 모드를 사용할지 라우트 모드에서 사용할지를 먼저 결정해야 한다. 브릿지 모드가 설정하기 쉽고 성능도 더 좋지만, 브릿지모드를 지원하지 않는 OpenVPN 클라이언트가 있다. 이 챕터에서는 라우트 모드를 사용하는 예를 보였다.
브릿지 모드

만약 VPN을 사용해 TCP/IP 프로토콜 이외의 것을 라우팅 해야 하는 경우 브릿지모드를 사용해야 한다. 단 서버 운영체제에서 브릿지모드를 지원해야 하며, 클라이언트 역시 브릿지 모드를 지원해야 한다. 특히 안드로이드용 OpenVPN 클라이언트에서 브릿지 모드를 지원하는지 확인해보자.
예제에 사용된 네트워크 구성
- OpenVPN 서버는 1개의 Public IP를 가지고 있다.
- OpenVPN 서버는 1개의 Private IP를 가지고 있으며, 192.168.0.0/24 대역을 사용한다.
- OpenVPN 클라이언트는 192.168.1.0/24 대역을 사용하도록 한다.
참고
이 단락은 다음 문서를 참고해 작성했다.

서버

서버 인증서 생성
서버용 인증서 생성은 윈디하나의 솔라나라: OpenSSL - 서버 인증서 만들기을 참고해 서버 인증서와 DH인증서를 생성한다. 필요한 파일은 ca.key, ca.crt, server.key, server.crt, dhparam.2.2048.pem 이다.

서버 설정

서버는 아래와 같이 설정한다.

root@wl ~ # vi /usr/local/etc/openvpn_server.conf
port 1194
proto udp
dev tun

ca      /usr/local/ssl/certs/ca.crt
cert    /usr/local/ssl/certs/server.crt
key     /usr/local/ssl/certs/server.key
dh      /usr/local/ssl/certs/dhparam.2.2048.pem

topology subnet
server 192.168.1.0 255.255.255.0
ifconfig-pool-persist ipp.txt
push "route 192.168.1.0 255.255.255.0"
push "redirect-gateway def1 bypass-dhcp"
client-to-client
duplicate-cn
keepalive 10 120

comp-lzo
max-clients 100
persist-key
persist-tun

status /var/log/openvpn-status.log
log    /var/log/openvpn.log
verb 4

management localhost 7505
cipher AES-256-GCM
auth SHA-256
#tls-cipher TLS-ECDHE-RSA-WITH-AES-128-GCM-SHA256:TLS-ECDHE-ECDSA-WITH-AES-128-GCM-SHA256:TLS-ECDHE-RSA-WITH-AES-256-GCM-SHA384:TLS-DHE-RSA-WITH-AES-256-CBC-SHA256
~

서버에 아래와 같이 넷 마스크를 추가하고, 라우팅과 IP 포워딩을 활성화한다.

root@wl ~ # vi /etc/netmasks
...
192.168.1.0     255.255.255.0
root@wl ~ # svcadm enable route:default
root@wl ~ # routeadm -u -e ipv4-forwarding

웹 서버 설정

웹 서버에 .ovpn 파일에 대한 MIME 타입을 지정해준다. 아파치의 경우 아래와 같이 수정하면 된다.

root@wl ~ # vi /usr/local/apache2/conf/httpd.conf
<IfModule mime_module>
	AddType application/x-openvpn-profile .ovpn
</IfModule>
root@wl ~ # apachectl restart

클라이언트

클라이언트 인증서 생성

클라이언트용 인증서를 생성해야 한다. 클라이언트용 인증서(client.key, client.crt)는 서버용 인증서(server.key, server.crt)와 동일한 CA에서 인증 받아야 하며, 생성시 CN부분을 각 클라이언트마다 다르게 발급해줘야 한다.

만약 CN이 동일한 인증서로 두개이상의 클라이언트에서 접속하려면 서버에 duplicate-cn를 설정해야 한다.
```
root@wl ~ # cd /usr/local/ssl/certs
root@wl /usr/local/ssl/certs # openssl req -newkey rsa:4096 -nodes -out client.csr -keyout client.key \
  -subj "/C=KR/ST=GyungGiDo/L=Suwon/O=Solanara/OU=SolanaraTeam/CN=SolanaraClient/emailAddress=admin@solanara.net"
root@wl /usr/local/ssl/certs # openssl x509 -req -CA ca.crt -CAkey ca.key -days 365 -in client.csr -out client.crt -sha256 -CAcreateserial
```

클라이언트 설정

클라이언트는 아래와 같이 설정한다. dev tun, proto udp부분은 서버와 동일한 설정을 가져야 한다.

root@wl ~ # vi /usr/local/etc/openvpn_client.conf
client
dev tun
proto udp
remote www.solanara.net 1194
nobind
comp-lzo
persist-key
persist-tun
;resolv-retry infinite
;cipher AES-256-CBC
;auth SHA384

verb 3
ca   /usr/local/ssl/certs/ca.crt
cert /usr/local/ssl/certs/client.crt
key  /usr/local/ssl/certs/client.key
root@wl ~ #

프로필 파일 생성

Android/iOS 클라이언트를 포함한 많은 OpenVPN 클라이언트는 프로필 파일(.ovpn)을 사용해 클라이언트를 설정한다. 프로필 파일은 아래와 같이 만든다. 쉽게 말하면 인증서 파일의 경로를 지정하는게 아니라, 키를 태그로 사용해 프로필 파일에 인증서 내용을 포함하면 된다.

root@wl ~ # vi /usr/local/etc/openvpn_client.ovpn
client
dev tun
proto udp
remote www.solanara.net 1194
nobind
persist-key
persist-tun
comp-lzo

verb 3
root@wl ~ # echo '<ca>' >> /usr/local/etc/openvpn_client.ovpn
root@wl ~ # cat /usr/local/ssl/certs/ca.crt >> /usr/local/etc/openvpn_client.ovpn
root@wl ~ # echo '</ca>' >> /usr/local/etc/openvpn_client.ovpn

root@wl ~ # echo '<cert>' >> /usr/local/etc/openvpn_client.ovpn
root@wl ~ # cat /usr/local/ssl/certs/client.crt >> /usr/local/etc/openvpn_client.ovpn
root@wl ~ # echo '</cert>' >> /usr/local/etc/openvpn_client.ovpn

root@wl ~ # echo '<key>' >> /usr/local/etc/openvpn_client.ovpn
root@wl ~ # cat /usr/local/ssl/certs/client.key >> /usr/local/etc/openvpn_client.ovpn
root@wl ~ # echo '</key>' >> /usr/local/etc/openvpn_client.ovpn

이렇게 생성한 파일을 Android/iOS 클라이언트에 저장해 클라이언트에서 읽어들이면 된다. 아래는 Android 용 OpenVPN 공식 클라이언트인 OpenVPN Connect로 접속한 화면이다.

실행

OpenVPN 은 별도의 시작/종료 스크립트를 제공하지 않는다. 다음과 같이 실행하면 된다.

서버

root@wl ~ # /usr/local/sbin/openvpn /usr/local/etc/openvpn_server.conf

클라이언트

root@wl ~ # /usr/local/sbin/openvpn /usr/local/etc/openvpn_client.conf

관리

설정 파일에 management 항목이 있으면 OpenVPN 서버/클라이언트를 관리할 수 있는 콘솔 포트가 열린다. 솔라나라와 같이 설정했다면, telnet(1)을 사용해 localhost 의 7505 포트로 접속해 관리할 수 있다.

windy@wl ~ # telnet localhost 7505
Trying 127.0.0.1...
Connected to localhost.
Escape character is '^]'.
>INFO:OpenVPN Management Interface Version 1 -- type 'help' for more info
help
Management Interface for OpenVPN 2.4.7 i386-pc-solaris2.11 [SSL (OpenSSL)] [LZO] [LZ4] [MH/PKTINFO] [AEAD] built on Jun 24 2019
Commands:
auth-retry t           : Auth failure retry mode (none,interact,nointeract).
bytecount n            : Show bytes in/out, update every n secs (0=off).
echo [on|off] [N|all]  : Like log, but only show messages in echo buffer.
exit|quit              : Close management session.
forget-passwords       : Forget passwords entered so far.
help                   : Print this message.
hold [on|off|release]  : Set/show hold flag to on/off state, or
                         release current hold and start tunnel.
kill cn                : Kill the client instance(s) having common name cn.
kill IP:port           : Kill the client instance connecting from IP:port.
load-stats             : Show global server load stats.
log [on|off] [N|all]   : Turn on/off realtime log display
                         + show last N lines or 'all' for entire history.
mute [n]               : Set log mute level to n, or show level if n is absent.
needok type action     : Enter confirmation for NEED-OK request of 'type',
                         where action = 'ok' or 'cancel'.
needstr type action    : Enter confirmation for NEED-STR request of 'type',
                         where action is reply string.
net                    : (Windows only) Show network info and routing table.
password type p        : Enter password p for a queried OpenVPN password.
remote type [host port] : Override remote directive, type=ACCEPT|MOD|SKIP.
proxy type [host port flags] : Enter dynamic proxy server info.
pid                    : Show process ID of the current OpenVPN process.
client-auth CID KID    : Authenticate client-id/key-id CID/KID (MULTILINE)
client-auth-nt CID KID : Authenticate client-id/key-id CID/KID
client-deny CID KID R [CR] : Deny auth client-id/key-id CID/KID with log reason
                             text R and optional client reason text CR
client-kill CID [M]    : Kill client instance CID with message M (def=RESTART)
env-filter [level]     : Set env-var filter level
client-pf CID          : Define packet filter for client CID (MULTILINE)
rsa-sig                : Enter an RSA signature in response to >RSA_SIGN challenge
                         Enter signature base64 on subsequent lines followed by END
certificate            : Enter a client certificate in response to >NEED-CERT challenge
                         Enter certificate base64 on subsequent lines followed by END
signal s               : Send signal s to daemon,
                         s = SIGHUP|SIGTERM|SIGUSR1|SIGUSR2.
state [on|off] [N|all] : Like log, but show state history.
status [n]             : Show current daemon status info using format #n.
test n                 : Produce n lines of output for testing/debugging.
username type u        : Enter username u for a queried OpenVPN username.
verb [n]               : Set log verbosity level to n, or show if n is absent.
version                : Show current version number.
END
quit
Connection to localhost closed by foreign host.
windy@wl ~ #

주요 명령어

모든 명령어를 나열한것은 아니다. 모든 명령어에 대한 설명은 Management Interface를 참조하자.
bytecount

bytecount n
- 현재 접속한 클라이언트에 송/수신된 크기(단위 바이트)를 n 초마다 표시한다. 접속한 클라이언트가 없으면 표시되지 않으며, n이 0인 경우는 비활성화 된다.
echo

echo [on|off] [N|all]
- 로그를 확인할 수 있다. N은 OpenVPN 에 정의된 로그 레벨이다.
status

status [n]
- 현재 서버에 접속한 클라이언트 현황을 알려준다. n은 출력 형식으로 1~3까지 지정할 수 있다. 기본값은 1이다.
- status 2 또는 status 3 명령을 사용해 접속한 클라이언트의 CID(Client ID) 를 알아내어 클라이언트별로 상세하게 관리할 수 있다.
state

state [on|off] [N|all]
- 현재 서버의 상태를 알려준다. N은 OpenVPN 에 정의된 로그 레벨이다.
kill

client-kill CID [M]
- CID에 해당하는 클라이언트의 접속을 끊는다. M은 전송할 메시지로 기본값은 RESTART이다. 대부분의 OpenVPN 클라이언트는 끊기면 재접속을 시도한다.
kill cn
- 접속자 중 cn 에 해당하는 모든 클라이언트들의 접속을 끊는다. cn은 클라이언트 인증서 발급시 사용한 Common Name 이다.
kill IP:port
- 접속자 중 IP:port 에 해당하는 클라이언트의 접속을 끊는다.
deny

client-deny CID KID R [CR]
- 사용자의 신규 접속 및 재 접속을 제한한다. 이미 접속되어있는 경우에는 끊지 않는다.

사용할 수 있는 암호화 알고리즘

사용 가능한 암호화 방식은 빌드시 사용한 OpenSSL 의 버전에 영향을 받는다. openvpn --show-ciphers, openvpn --show-digests, openvpn --show-tls 명령을 사용해 확인할 수 있다.

Ciphers

windy@wl ~ $ /usr/local/sbin/openvpn --show-ciphers
The following ciphers and cipher modes are available for use
with OpenVPN.  Each cipher shown below may be use as a
parameter to the --cipher option.  The default key size is
shown as well as whether or not it can be changed with the
--keysize directive.  Using a CBC or GCM mode is recommended.
In static key mode only CBC mode is allowed.
...
AES-256-CFB1  (256 bit key, 128 bit block, TLS client/server mode only)
AES-256-CFB8  (256 bit key, 128 bit block, TLS client/server mode only)
AES-256-GCM  (256 bit key, 128 bit block, TLS client/server mode only)
AES-256-OFB  (256 bit key, 128 bit block, TLS client/server mode only)
ARIA-256-CBC  (256 bit key, 128 bit block)
ARIA-256-CFB  (256 bit key, 128 bit block, TLS client/server mode only)
ARIA-256-CFB1  (256 bit key, 128 bit block, TLS client/server mode only)
ARIA-256-CFB8  (256 bit key, 128 bit block, TLS client/server mode only)
ARIA-256-GCM  (256 bit key, 128 bit block, TLS client/server mode only)
ARIA-256-OFB  (256 bit key, 128 bit block, TLS client/server mode only)
SEED-CBC  (128 bit key, 128 bit block)
SEED-CFB  (128 bit key, 128 bit block, TLS client/server mode only)
SEED-OFB  (128 bit key, 128 bit block, TLS client/server mode only)
...

Digests

windy@wl ~ $ /usr/local/sbin/openvpn --show-digests
The following message digests are available for use with
OpenVPN.  A message digest is used in conjunction with
the HMAC function, to authenticate received packets.
You can specify a message digest as parameter to
the --auth option.
...
SHA512-224 224 bit digest size
SHA512-256 256 bit digest size
SHA3-224 224 bit digest size
SHA3-256 256 bit digest size
SHA3-384 384 bit digest size
SHA3-512 512 bit digest size
SHAKE128 128 bit digest size
SHAKE256 256 bit digest size
id-rsassa-pkcs1-v1_5-with-sha3-224 224 bit digest size
id-rsassa-pkcs1-v1_5-with-sha3-256 256 bit digest size
id-rsassa-pkcs1-v1_5-with-sha3-384 384 bit digest size
id-rsassa-pkcs1-v1_5-with-sha3-512 512 bit digest size
SM3 256 bit digest size
RSA-SM3 256 bit digest size
RSA-SHA512/224 224 bit digest size
RSA-SHA512/256 256 bit digest size
...

TLS

windy@wl ~ $ /usr/local/sbin/openvpn --show-tls
Available TLS Ciphers, listed in order of preference:

For TLS 1.3 and newer (--tls-ciphersuites):

TLS_AES_256_GCM_SHA384
TLS_CHACHA20_POLY1305_SHA256
TLS_AES_128_GCM_SHA256

For TLS 1.2 and older (--tls-cipher):

TLS-ECDHE-ECDSA-WITH-AES-256-GCM-SHA384
TLS-ECDHE-RSA-WITH-AES-256-GCM-SHA384
TLS-DHE-RSA-WITH-AES-256-GCM-SHA384
...
windy@wl ~ $

RSS ATOM XHTML 5 CSS3

OpenVPN - 윈디하나의 솔라나라

목차

개요

설치

Solaris TUN/TAP Driver

LZO 라이브러리

OpenVPN

빠른 실행

정적 키 생성

서버 설정

클라이언트 설정

테스트

OpenVPN 설정

개요

고려해야할 것

브릿지 모드

예제에 사용된 네트워크 구성

참고

서버

서버 인증서 생성

서버 설정

웹 서버 설정

클라이언트

클라이언트 인증서 생성

클라이언트 설정

프로필 파일 생성

실행

서버

클라이언트

관리

주요 명령어

bytecount

echo

status

state

kill

deny

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