區塊鏈哈希鏈表
A. 區塊鏈需要什麼技術
區塊鏈需要的技術主要包括以下五種：
分布式網路技術：
- 是區塊鏈的核心基礎，實現節點間的通信和數據交換。
- 確保數據的實時同步和交易的驗證，保證區塊鏈的去中心化特性。
加密演算法技術：
- 保護數據安全，包括交易記錄和相關信息。
- 使用哈希演算法、公私鑰加密技術等，確保數據的完整性和真實性。
共識機制技術：
- 實現去中心化決策的關鍵，確保所有節點對交易的驗證和記錄的同步達成一致。
- 常見的共識機制包括工作量證明、權益證明等，確保區塊鏈網路的穩定性和安全性。
智能合約技術：
- 自動執行、自動驗證的合約，實現自動執行交易的功能。
- 擴展區塊鏈的應用范圍，實現復雜的業務邏輯和規則。
數據存儲技術：
- 支撐區塊鏈存儲大量交易記錄和相關信息。
- 使用基於鏈表的數據結構，結合分布式存儲技術，確保數據的可靠性和安全性。
B. 區塊鏈簡介
Wikipedia對區塊鏈的描述如下：
A blockchain, originally block chain, is a continuously growing list of records, called blocks, which are linked and secured using cryptography. Each block typically contains a cryptographic hash of the previous block, a timestamp and transaction data. By design, a blockchain is inherently resistant to modification of the data. It is "an open, distributed ledger that can record transactions between two parties efficiently and in a verifiable and permanent way". For use as a distributed ledger, a blockchain is typically managed by a peer-to-peer network collectively adhering to a protocol for validating new blocks. Once recorded, the data in any given block cannot be altered retroactively without the alteration of all subsequent blocks, which requires collusion of the network majority.
簡單整理下，區塊鏈系統包含下面這些元素：
數據：存儲在區塊鏈中的數據可以是交易記錄，也可以是智能合約等信息；
區塊：用於保存數據；區塊有一個區塊頭，其中包含本區塊的哈希值，前一區塊頭的哈希值及時間戳，區塊ID等信息；
鏈：區塊組成一個鏈表，第一個區塊被稱為創始塊，後面區塊按照上面提到方式添加到鏈上，而且只能添加不能刪除修改；
分布式：他是一個分布式系統，與其他分布式系統不同的是，系統中的每個節點都會保存完整的數據（一些實踐可能會不同，但至少要多數節點）
安全的：數據不會被篡改，每個區塊都記錄著他前一區塊的哈希值，改變區塊的內容其哈希值都會改變，意味著該區塊後的所有區塊都要修改；再者，所有節點都存儲完整鏈表，如果說更改單一節點還有可能的話，那麼更改所有（多數）節點基本上是難以實現的，所謂折一筷易，折百筷難。
透明的：任何節點的操作，其他節點都會感知到，存在鏈上的數據都會被驗證，也進一步提供了安全互信。
去中心化：不存在中心節點，關鍵節點，從而提供了高可靠性，但同時也有分布式系統一致性問題，現在不同產品使用了不同的一致性演算法，譬如比特幣中的POW，以太坊POW+POS等等
從區塊鏈的技術特點可以看到，他適合需要跨組織/個體的一些場景。
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C. 區塊鏈有什麼結構類型
區塊鏈，4種類型，知多少？——你好，我是心態，專注分享對區塊鏈的認知與投資思考。希望能幫到你。
區塊鏈根據不同的使用需求和場景,區塊鏈分為：公有鏈、聯盟鏈、私有鏈和混合鏈4種類型。
1.公有鏈
公有鏈,是指全世界任何節點的任何人,在任何地理位置,都可以進入系統讀取數據、發送交易、競爭記賬等參與共識的區塊鏈。沒有任何機構或個人可以篡改其中的數據,因此公有鏈是完全去中心化的。
比特幣和以太坊都是公有鏈的代表。公有鏈一般通過發行代幣(Token)來鼓勵參與者競爭記賬(即挖礦),以確保數據的安全性和共識更新。
比特幣平均每10分鍾產生1個區塊,且其POW機制很難縮短區塊時間,POS機制相對而言可縮短區塊時間,但更易產生分叉。所以交易需要等待更多確認才被認為安全。
一般認為,比特幣中的區塊經過6個確認後才是足夠安全的,這大概需要1個小時。這樣的確認速度難以滿足商業級的應用。因此,ETH及EOS等支持更多寫入速度的公有鏈正在不斷發展。
2.聯盟鏈
聯盟鏈是指有若干機構共同參與和管理的區塊鏈,每個機構都運行N個節點。
聯盟鏈的數據只允許系統內不同的機構進行讀寫和交易,通過數字證書的方式實現基於PKI的身份管理體系交易或提案的發起,以參與方共同簽名驗證來達成共識,因此不需要工作量證明(POW),也不存在數字貨幣(代幣),提高了交易達成的效率,節約了大量計算成本(算力硬體投入和電力能源消耗)。
通常情況下,參與聯盟鏈的節點會被劃分不同的讀寫許可權,能支持每秒1000次以上的數據寫入。
3.私有鏈
私有鏈與公有鏈完全去中心化不同,私有鏈的進入許可權由某個組織進行控制,各個節點參與資格由該組織授權控制。
由於參與的各個節點是有限且可控的,私有鏈往往擁有很快的處理速度,能支持每秒1000以上的數據寫入,同時降低內部各個節點的交易成本。
節點可以實名參與，因此具有確認身份的金融屬性。私有鏈的價值主要是提供安全、可追溯、不可篡改、自動執行的運算平台,可以同時防範來自內部和外部對數據的安全攻擊或篡改,這在傳統的系統中是很難做到的。
私有鏈的應用場景一般在企業內部,如分公司的庫存管理,各地數據的匯總統計等,也可以用在政府的預算和執行等可以被公眾監督的領域。大型金融集團目前也傾向於使用私有鏈技術。
4.混合鏈
當公有鏈和私有鏈的各自優勢相結合時,就會出現混合鏈。混合鏈的開發難度大,但前景廣闊。
未來市場上,一定會出現巨頭型的底層技術和協議開發的公司,這些巨頭公司會架設出不同用途的公有鏈、私有鏈或者聯盟鏈,基於對性能和安全性及應用場景的不同需求,然後嫁接不同行業的應用。比如一條支持高並發的通信類公有鏈,一條側重安全性的支付聯盟鏈,等等。
（感謝閱讀）
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區塊鏈由哪些結構組成？
區塊鏈是由區塊相互連接形成的鏈式存儲結構，區塊就是鏈式存儲結構中的數據元素，其中第一個區塊被稱為創始區塊。
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一般區塊包括區塊頭和區塊體兩部分。區塊頭包含每個區塊的身份識別信息，如版本號、hash值、時間戳、區塊高度等信息；區塊體主要包含具體的交易數據。
區塊鏈的分類目前區塊鏈分為三類，其中混合區塊鏈和私有區塊鏈可視為:廣義私有鏈，公共區塊鏈公共區塊鏈。意味著世界上任何個人或團體都可以發送交易，交易可以由區塊鏈有效確認，任何人都可以參與其共識過程。公共區塊鏈是目前最早的區塊鏈，也是使用最廣泛的區塊鏈。每個比特幣系列的虛擬數字貨幣都以公共的區塊鏈為基礎，世界上只有一個區塊鏈對應這種貨幣。
拓展資料
1.工業區塊鏈行業blockchains:組內多個預選節點指定為記賬員，每個區塊的生成由所有預選節點共同決定(預選節點參與共識過程)，其他接入節點可以參與交易，但不幹擾核算過程(本質上，它是管理簿記，但它成為分布式簿記。多少預先選擇的節點和如何確定每個塊的簿記員成為區塊鏈的主要風險點)，其他任何人都可以通過區塊鏈的開放API進行有限的查詢。私人區塊鏈Private區塊鏈((privateblockchains)):只有區塊鏈的總賬技術用於記賬。它可以是一個公司或個人獨家書面許可的區塊鏈。這個鏈與其他分布式存儲方案沒有太大的不同。目前(2015年12月)，保守的巨頭(傳統金融)想要嘗試私有的區塊鏈，而公共鏈的應用，如比特幣，已經產業化，私有鏈的應用產品還在探索中。區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術的一種新的應用模式。區塊鏈是比特幣的一個重要概念。本質上，它是一個去中心化的資料庫。
2.同時，作為比特幣的底層技術，它是一系列與加密方法相關聯的數據塊。每個數據塊包含一批比特幣網路交易信息，驗證其信息的有效性(防偽)並生成下一個區塊。事實上，區塊鏈這個詞並沒有出現在英文原版的比特幣白皮書中，而是出現在區塊鏈中。在最早的比特幣白皮書中，區塊鏈被翻譯為區塊鏈。這是漢語「區塊鏈」最早出現的時間。國家互聯網信息辦公室於2019年1月10日發布《區塊鏈信息服務管理條例》，自2019年2月15日起施行。從狹義上講，區塊鏈是一種按時間順序組合數據塊的鏈式數據結構，以及由密碼學保證的防篡改和可偽造的分布式分類帳。廣義上講，區塊鏈技術是一種新的分布式基礎設施和計算方法，它使用區塊鏈數據結構來驗證和存儲數據，使用分布式節點共識演算法來生成和更新數據，使用密碼學來確保數據傳輸和訪問的安全性，採用由自動腳本代碼組成的智能契約對數據進行編程和操作。
什麼是區塊鏈？它是怎麼誕生的？區塊鏈的類型有哪些？想要了解區塊鏈，就必須先了解程序的基礎結構。我們在互聯網看到的一切，都是通過計算機語言構建而成，計算機語言有很多種，但構成語言最基本的字元就是代碼，而區塊鏈技術是代碼應用的一種方式，與傳統中心化模式不同的是，區塊鏈具有不可篡改、私密性、安全性、以及共識等特性。
區塊鏈技術的誕生，與一名叫「中本聰」的人有關，當年他在網上發布了一篇名為《比特幣：一種點對點的電子現金系統》的文章，該文章中描述了一種電子現金系統，該系統應用的底層技術就是區塊鏈技術，而比特幣是這套電子現金系統的衍生品，也可以說是區塊鏈技術的衍生品，是區塊鏈技術在真實世界中應用最成功的衍生品，屬於金融領域。
區塊鏈的類型只有一種，要知道區塊鏈技術是一種數據、代碼構成結構，採用這種技術編譯的程序和數據，具有很多與金融貨幣相關的屬性，以我國發行的數字人民幣DE/CP為例，它就是應用了區塊鏈技術作為底層技術，除了可以防偽，還可以溯源，在安全方面和保護隱私方面都發揮著巨大的作用，最重要的是，它彌補人民幣在線上無法流通的弊端。
區塊鏈的應用場景有很多，迄今為止最成功的案例就是比特幣，其次是電子發票、跨境支付等，基於數據的互通性、不可篡改等特性，它還可以用來保存一些重要的數據，只要這些數據應用了區塊鏈技術作為底層技術，那麼就永遠無法銷毀，永遠保存下來，任何人或機構都沒有能力修改或刪除。除此之外，區塊款與教育、醫療、徵信、汽車、交通等領域都存在一定的交叉，它是一種技術，並非某種產品，所以它的類型只有一種，但隨著應用場景的變化，它發揮出的作用也是不同的，幾乎可以與任何領域的現有場景進行融合，然後衍生出其他應用。
根據網路劃分區塊鏈的分類包括法律分析：根據網路范圍劃分區塊鏈的分類包括公有鏈、聯盟鏈、私有鏈，具體如下：
1、公有鏈：主要是指部署在互聯網范圍之內，沒有特別的一個許可權的一個設置，也沒有其他的一些什麼登陸上的一些條件，任何人都可以直接下載節點來使用，任何人也可以直接通過一個客戶端來連接一個節點，是沒有什麼限制的，其中的數據，也能夠被任意的訪問；
2、聯盟鏈：也就是由若干個節點成員來組成的一個聯盟網路，這種類型，主要是使用在商業環境之下，比如說多個商家之間，政府的政務，銀行，稅務等，他們可以共同組成一個聯盟，為某一個具體的場景服務，比如說像企業跟他的客戶之間，供應商之間等等可以形成一個聯盟網路，聯盟鏈相對於公有鏈來講，它一般是有一個身份鑒權的，並不是所有人都可以直接來聯入聯盟鏈這個網路的，它有一個身份鑒權，同時對於數據也有一些更多的保護；
3、私有鏈：更多的是在企業的內部，比如一個集團企業，它的各個部門之間，它的子公司之間，從這個角度來說，這三種，它們的一個主要的區分在於針對不同的應用場景，針對一個網路的分布范圍所形成的一個網路部署的差別，它是一個靈活的概念，這三者之間是根據不同的網路范圍，根據應用場景的一個劃分，並不是一個嚴格意義上的界定。
法律依據：《中華人民共和國網路安全法》
第一條為了保障網路安全，維護網路空間主權和國家安全、社會公共利益，保護公民、法人和其他組織的合法權益，促進經濟社會信息化健康發展，制定本法。
第二條在中華人民共和國境內建設、運營、維護和使用網路，以及網路安全的監督管理，適用本法。
區塊鏈技術框架有哪些？當前主流的區塊鏈架構包含六個層級：網路層、數據層、共識層、激勵層、合約層和應用層。圖中將數據層和網路層的位置進行了對調，主要用途將在下一節中詳述。
網路層：區塊鏈網路本質是一個P2P（Peer-to-peer點對點）的網路，網路中的資源和服務分散在所有節點上，信息的傳輸和服務的實現都直接在節點之間進行，可以無需中間環節和伺服器的介入。每一個節點既接收信息，也產生信息，節點之間通過維護一個共同的區塊鏈來同步信息，當一個節點創造出新的區塊後便以廣播的形式通知其他節點，其他節點收到信息後對該區塊進行驗證，並在該區塊的基礎上去創建新的區塊，從而達到全網共同維護一個底層賬本的作用。所以網路層會涉及到P2P網路，傳播機制，驗證機制等的設計，顯而易見，這些設計都能影響到區塊信息的確認速度，網路層可以作為區塊鏈技術可擴展方案中的一個研究方向；
數據層：區塊鏈的底層數據是一個區塊+鏈表的數據結構，它包括數據區塊、鏈式結構、時間戳、哈希函數、Merkle樹、非對稱加密等設計。其中數據區塊、鏈式結構都可作為區塊鏈技術可擴展方案對數據層研究時的改進方向。
共識層：它是讓高度分散的節點對區塊數據的有效性達到快速共識的基礎，主要的共識機制有POW（ProofOfWork工作量證明機制），POS（ProofofStake權益證明機制），DPOS（DelegatedProofofStake委託權益證明機制）和PBFT（實用拜占庭容錯）等，它們一直是區塊鏈技術可擴展方案中的重頭戲。
激勵層：它是大家常說的挖礦機制，用來設計一定的經濟激勵模型，鼓勵節點來參與區塊鏈的安全驗證工作，包括發行機制，分配機制的設計等。這個層級的改進貌似與區塊鏈可擴展並無直接聯系。
合約層：主要是指各種腳本代碼、演算法機制以及智能合約等。第一代區塊鏈嚴格講這一層是缺失的，所以它們只能進行交易，而無法用於其他的領域或是進行其他的邏輯處理，合約層的出現，使得在其他領域使用區塊鏈成為了現實，以太坊中這部分包括了EVM(以太坊虛擬機)和智能合約兩部分。這個層級的改進貌似給區塊鏈可擴展提供了潛在的新方向，但結構上來看貌似並無直接聯系
應用層：它是區塊鏈的展示層，包括各種應用場景和案例。如以太坊使用的是truffle和web3-js.區塊鏈的應用層可以是移動端，web端，或是是融合進現有的伺服器，把當前的業務伺服器當成應用層。這個層級的改進貌似也給區塊鏈可擴展提供了潛在的新方向，但結構上來看貌似並無直接聯系。
鏈喬教育在線旗下學碩創新區塊鏈技術工作站是中國教育部學校規劃建設發展中心開展的「智慧學習工場2020-學碩創新工作站」唯一獲準的「區塊鏈技術專業」試點工作站。專業站立足為學生提供多樣化成長路徑，推進專業學位研究生產學研結合培養模式改革，構建應用型、復合型人才培養體系。
D. 哈希圖會取代區塊鏈
2018年2月份哈希圖團隊就在Reddit上po出了一種新的實現共識演算法平台，旨在為世界提供一種更有效、快速的價值互聯網底層支撐。
從比特幣出現到現在，區塊鏈這個名詞已經深入人心，似乎我們已經被深深植入一種想法，那就是 價值互聯網 必將通過區塊鏈來實現。而仔細一看，區塊鏈似乎就是一個簡單的鏈表，只不過是更宏觀一些的區塊相連。區塊之內打包的各種公開的交易事務。於是我們從中總結出了人人都能談的區塊鏈的特點：
而區塊鏈的用途承載了我們很多美好的想像，賦予更多節點以價值，包括內容，個人數據等形形色色的各類資產。
誠然，區塊鏈已經在部分領域實現了這個功能。但是，在具體使用過程中，我們漸漸遇到了很多性能問題，先是以太坊上養貓就堵塞了整個以太坊網路。而比特幣就更不用說了，即使全世界成千上萬個分布式節點，各大礦場投入了巨資構建的礦場來支撐這個網路，仍然受限於每10分鍾才出一個區塊的演算法限制。
因為性能瓶頸，其他演算法也迅速出現，企圖解決這個問題。比如通過PoS演算法，DPoS演算法，試圖繞過PoW這種簡單粗暴的解決方案，來提升網路每秒能夠處理的交易事務次數(TPS)。
而最近掀起的EOS節點競選，全世界范圍內各個財大氣粗的團隊，參與競選全球 21個超級節點 ，用於投票產生下一個區塊。本質上仍然屬於DPoS演算法的應用，只不過這個超級節點能夠獲得大量的EOS代幣|Token（主網上線後可稱之為Coin）獎勵，按照當前價格折算，就是上億的收入。資本逐利，無可厚非。但是仔細想一想，官方的說法，這是為了提升TPS而設計的一種折中的方法。意思就是，決定區塊產生的不再是公平的，而是一種代議制，在去中心化和中心化之間找到的一個微妙的平衡，當然這個系統內，除了超級節點，備胎節點也是必須的。本文不贅述EOS。
而這些，不禁讓人深深思索一個新的問題，當年中本聰的設想，一人一個CPU，一個投票權的願景似乎已經漸行漸遠了。
提到區塊鏈，我們常說共識演算法，其實全稱是一致性共識演算法。其中，拆出兩個關鍵詞來：
共識似乎離普通用戶很近，白話說即為，我們大多數人認同它的價值，它就有價值。而一致性卻離得很遠，下一個區塊怎麼產生，節點之間如何同步數據與我何干？
這里，我也只淺淺列出用在區塊鏈世界的幾種牛批的共識演算法，包含：
下面進入本文的主題。
無論是什麼共識演算法，核心目的相同，那就是：在無可信中心節點可以依仗時，社區用戶能夠關於事務的產生，區塊打包達成一致。
此處上一個對比圖，將會一目瞭然，然後我也會再文字贅述一遍，和大家分享我自己對此的一點點淺淺的思考，如有任何差錯，歡迎隨時指正。
可見，左邊是區塊鏈，右邊是哈希圖。
仔細看，區塊鏈實際上是一個公平但是殘酷的機制。每一個參與挖礦的節點，都是在玩一個概率游戲。比如老大哥比特幣，使用純正的PoW演算法，每個人通過密碼學問題，暴力求解那個答案，我們稱之為哈希碰撞。在10分鍾內，產生的交易事務其實不止那個最終被加入最長的鏈上的區塊的那些事務。而是同時有很多其他區塊。每一筆事務會通過廣播機制，向周圍的其他節點廣播以求得到足夠的確認，並最終加入區塊鏈。問題來了，節點保存著當前最新的備份，且只認最長的那個鏈，但是我們知道，廣播意味著一樣長的多個鏈會產生，於是節點就需要同時保存多個備用區塊，然後靜靜等待下一步傳來的區塊，再比較選誰鏈更長，就把誰真的加入大家都認同的那個鏈，而失敗的區塊，就黯然退場，加入下一輪的事務。
挖到那個沒加入到鏈上的節點，只能暗暗擦乾眼淚，繼續前行。
以太坊呢，就稍稍溫情一些，會有一點點獎勵給這類被稱之為叔塊的東西。
看到左邊的區塊鏈結構嗎？生長過程中，是個樹，長成了以後，就會被修剪的只剩下一個白白長長的樹干。這就是我們說的，只認最長的鏈的法則殘酷之處。
哈希圖
對比看右邊的哈希圖結構，是不是要復雜很多？簡單說，就是一個都不能少。
挖到的區塊全都加入到系統。每個分支都將被用到，最終縫合到整個系統。
稍稍想想，就能知道左邊的沒有右邊的事務處理速度快。因為左邊總是要自我閹割一部分打包在區塊內的事務。而右邊不用。
那麼，為什麼右邊可行？而區塊鏈卻選擇的是更慢的演算法呢？
答案很簡單，區塊鏈的廣播方法，在全網達成共識很慢。那麼哈希圖是怎麼做到的呢？
下面將談一談哈希圖的兩個核心機制中的其中一個，官方稱呼為Gossip about gossip協議。
粗淺翻譯為：關於八卦的八卦協議。
先來說一說Gossip協議（八卦協議）。
Gossip協議解決的問題就是在分布式環境下信息高效分發的問題。這個問題的解決決定著系統的一致性程度。
以辦公室八卦為例，八卦一般是從一次對話開始，只要一個人八卦一下，有限的時間內辦公室的人都會知道。與病毒傳播類似。因此Gossip別名就是「病毒感染演算法」，「謠言傳播演算法」。
Gossip的核心就是當前節點隨機選擇一些節點把那個告訴它們你知道的所有事情。好比說，你聽到了一個八卦消息，你會忍不住想和朋友分享，於是你從你認識的人中，隨機挑了一部分人，把這個消息告訴了他們。他們也一樣，每個人聽到這個消息，也會忍不住想和他們的朋友分享。像病毒傳播一樣，迅速傳遍了整個人際網路。
因此理解八卦協議，可以帶入一種日常生活我們總是會參與到的八卦場景。
而關於八卦的八卦協議，這里不再多說，只是可以對照一下，作為一個傳遞八卦消息的人，你再被其他人八卦，是不是有一種意想不到的被人驗證的感覺？後面會再寫文詳述。
總之，通過Gossip協議，哈希圖能夠做到在秒級別實現共識（牛批吧）。因此，就能夠採用這種絕不放棄任何區塊的圖狀方式，進而提升事務打包確認的速度。不是一般的快。
有人認為哈希圖要顛覆區塊鏈的，但是哈希圖的人認為，它們會共存。-- 且當八卦，不必在意
接著引出一個新的問題給大家，我們真的關心底層技術的實現方式嗎？
支付寶好用，微信好用，我們關心它們是怎麼實現的嗎？我想絕大部分朋友是不在意的。
那麼對應到區塊鏈或者哈希圖，我們其實並不會太在意到底哪個演算法更好，而是更關心，我這個轉賬多久能夠被確認，別人給我轉的錢多久能收到。
誠然，我們不必太在意底層，但是支撐起一個良好體驗的產品，必然是從底層汲取能量。
或許，哈希圖將帶來一種嶄新的體驗。
到現在，我相信一組新詞不斷出現在大家的信息捕捉器里：
我的粗淺理解是，不帶代幣的互聯網產品都是古典的，而帶有代幣的大多數號稱價值互聯網的產品也只是耍猴，博眼球，賣空氣，更不要提國外還時不時捧出的12歲CEO，發行以太坊代幣，我歸結為賣傻兒子系列。
不管是什麼互聯網，我們的核心訴求始終都是，要好用，簡單說就是快且安全高效。
而價值呢，更多的願景仍然是希望將個人產生的價值部分乃至全部還歸於個人。
但是，任重道遠。在古典互聯網安家的90後們尚且未能全部擁抱區塊鏈，更別說80後，70後等等大部隊了。
我們終將死去，價值互聯網會在新一代的原住民中生存。
而本篇，希望帶來了一點點價值，那就很好了。
2018.4.21 -- YQ
鄭重聲明
本文里還未提到哈希圖的缺點，導致給人一種推廣軟文的感覺。本文只是純粹科普一下不同的公開記賬本實現方式，並非誘導大家投資，我個人不參加一級市場的私募，風險承擔不起，也不鼓吹大家參與。個中風險，自己衡量，自己把握。
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