3D链（3DC）：基于区块链技术的数字商务平台

首页 > 币界资讯 > 竞争币新闻 2019-02-27 20:45:13

3D-Chain 是基于区块链技术与思维在 3D 打印产业中的一种融合与创新，是对 3D 打印产业链条中的相关知识产权进行保护，以及对其打印产品质量进行保障，将通过智能合约与 NFC 芯片技术构建一个将 3D 打印上下游资源相融合的互信平台，在此基础之上最终形成一个有序高效的 3D 打印生态圈，将促进我国乃至全球智能制造业的健康发展，并将创造出极大的社会价值与经济价值。·建立确权式 3D 打印服务平台通过使用钛链区块链侧链技术，在钛链区块链上写智能合约，通过分布式记账的方式，可以无中心化的对 3D 打印源文件进行确权保护，可以保障设计者或设计团队的商业价值保障，将容纳大量的行业设计数据，供全球需求者调取所需数据进行打印服务，并有效促进行业设计与研发能力提升。·打印产品追踪溯源3D-Chain 将通过钛链区块链侧链技术，对打印产品进行整个打印过程的记录，对打印产品进行质量保障。·建立 3D 打印共享经济模式共享经济模式是一种“高效、低能、共同参与、共享成果”的商业模式，也是当今商业发展的一个主流模式，3D-Chain 将整合多方人、才、力等资源，共同建立线下 3D 打印服务中心，为更多的人带来低成本打印的便利服务，也能够为更多的人创造财富和收益，该共享项目内容将包含：打印服务中心、教育培训、人才输出。

3D-Chain 优势

1、依托先进制造业实体企业“惠通名匠”是一家专业从事 3D 打印技术的实体公司，业务包括技术研发、打印服务、培训教育。公司隶属惠通天下集团公司，是在武汉拓谷自动化、森柯气动、北京汇通卓雅、惠通天下汽车公司基础上，建立起来的一家专门从事 3D打印技术研发和应用的智能制造企业。公司目前已在南宁、武汉、唐山建立了华南、华中、华北三大运营基地，业务涵盖技术研发、生产、销售、打印服务、教育培训。是工信部授权的 3D 打印专业技能和认证培训机构，中国电子商务协会增材制造（3D 打印）研究院合作单位，是多家院校的实习实训基地。成功研发并生产出高性能的FDM和SLA两种类型的打印机，具有独立的软著权和专利权。目前已经与东风设计研究院、美的、二汽等单位建立了打印服务关系。2、技术融合尚属首创将区块链技术及思维融合到 3D 打印中去，目前在全球 3D 打印商业领域尚属首创，最先使用该技术结合的是美国海军，主要用于提升 3D 打印的安全性，但目前为止能够将两种技术结合用于整个大的行业的，只有 3D-Chain 团队提出，并经过长时间的反复实验与修正，最终提出了基于区块链的 3D 打印技术应用技术解决方案和可行性商业应用方案。3、商业模式清晰

3D-Chain 项目产生以及要做的事情是及其清晰的，即建立确权式 3D 打印数据服务平台、打造可追溯性 3D 打印共享经济、教育培训，其盈利也将通过这三大板块来做主要创收，在这三大盈利板块的基础上，建立起基于 3D-Chain 区块链技术的 3D 打印确权式平台，该平台发展出 8 大业务板块：3D 数据确权、3D 数据交易、设计大师、3D 定制建模、艺术收藏、3D 硬件设备、3D 论坛、3D 教育，并且几块业务相辅相成，形成 3D-Chain 的应用生态系统，与 3D-Token交易所的流通生态系统共同形成一个 3D-Chain 商业的闭环。

4、市场钱景巨大根据“南方证券”的研究报告，未来我国的 3D 打印行业发展速度将在 40%左右的增长，2018 年将突破 200 亿，目前专业人才缺口在一千万左右。所以不论是产品的研发销售、数据平台运营、打印服务还是人才培养都将有着巨大的商业空间和利润空间。

3D-Chain 技术

1、3D-Chain 技术架构

3D-Chain 的技术架构可以分为两大块：软件平台和控制器。软件平台主要为一个可供开发者使用的接口平台，开发者通过调用 API 接口即可实现自己的应用网站或者 APP 功能的实现。控制器做为一个硬件控制系统，包括硬件部分和软件部分，主要作用是通过控制器来与上层软件平台的数据交互，并控制相应的3D 打印设备执行操作。我们以最简单的“开始打印”指令为示范：

当 3D 打印设备需要反馈信息，比如告知用户已经打印完成时，其工作过程如下：

3D-Chain 的软件平台基于 API 接口层给开发者提供可供调用的 RESTful接口，使用者通过操作这些开发者开发的网站或 APP 进行 3D 打印服务。调用接口时，会通过智能合约层进行相关的数据处理，并将执行后的操作通过控制器的应用层，来调用相应 3D 打印设备的驱动程序，最终来与 3D 打印设备进行交互。控制器是控制整个硬件设备的核心，用来将通过网络传出过来的指令，转化为物理驱动层的接口调用指令，再由物力驱动层将这些调用指令转化为不同硬件设备的控制指令。这些操作指令转化为操作各个库文件的指令，最终通过 0 和 1的电频信号被硬件设备接收识别指令，从而进行工作。各个硬件设备分工协作，完成指派的任务后，最终生产出用户所需的产品。通过物流最终到达用户手中。

1.1、API 接口层通过提供开放的 3D-Chain 社区开发平台，广大的开发者能够通过调用3D-Chain 提供的 RESTful 接口服务来搭建自己的应用程序（APP 或网站平台）来提供 3D 打印相关的业务服务。开发者可以完全使用核心应用程序所使用的框架 APIs。应用程序的体系结构旨在简化组件的重用，任何应用程序都能发布它的功能到 3D-Chain 社区，且任何其他应用程序可以使用这些功能。这一机制允许开发者替换组件和发布组件，并通过集成其它组件到自己的应用程序中来提高开发效率。所有的应用程序其实是一组服务和系统，包括：·控制指令（Control Command）——丰富的、可扩展的控制指令集合，可用于构建一个操作硬件控制器所需要的整个指令流程。包括：位移指令、IO指令、DA 数模转换指令、缓存调用等。·内容提供者（Content Providers）——使应用程序能访问其他应用程序的数据，或共享自己的数据。·资源管理器（Resource Manager）——提供访问非代码资源，如本地化字符串、图片文件等。·通知管理器（Notification Manager）——针对异步、同步事件的处理机制，提供通知函数以达到通知和数据传输的功能。·活动管理器（Activity Manager）——管理应用程序、事件的生命周期, 提供通用的导航回退功能。1.2、数据层3D-Chain 数据层采用了分布式的存储机制，对传输数据进行加密解密，对传输文件进行身份确权，对即将调用的硬件设备进行完备性验证的发起和结果比对。对于这 3 个方面，3D-Chain 基于区块链技术对原本的 3D 控制平台上进行了如下创新：·数据的去中心化储存;·验证分布式 3D 打印设备的完备性和可信性；·通过 3D-Token 的交易生态创新（令牌系统、3D-Token 价值稳定）；·对 3D 打印设计文件的版权确权，文件对指定对象完全或部分可用。（1）数据去中心化存储去中心化是一种现象或结构，必须在拥有众多节点的系统中或在拥有众多个体的群中才能出现或存在。在一个分布有众多节点的系统中，每个节点都具有高度自治的特征。节点之间彼此可以自由连接，形成新的连接单元。任何一个节点都可能成为阶段性的中心，但不具备强制性的中心控制功能。节点与节点之间的影响，会通过网络而形成非线性因果关系。这种开放式、扁平化、平等性的系统现象或结构，我们称之为去中心化。为了防止文件的大量冗余，和防止文件被恶意篡改，在文件存储的上下文中，让文件是自冗余的，并使用一种特殊的编码来扩展该文件，如文件 11.11% 自冗余，那么该文件的任意 90% 都可以来恢复原文件的内容，并且对存储者隐藏该文件的自冗余百分比。首先，将文件分散为小块，块的大小不超过 1024 bytes，添加全 0 的块，直到块数量达到 n = 2 ^ k，接着构建树结构，我们命名这 n 个块为 node[n]到 node [2n-1]，并且使用以下规则重新构建块 1 到 n-1：node [i] =sha3([node [2*i], node [2*i+1]])。这使得你计算出块 n/2 到 n-1，然后 n/4到 n/2 - 1，然后重复上述步骤直至得到一个 root，node [1]。

现在，如果仅存储根节点，存储其它块的实体通过几百字节就能向你证明，他们拥有某个特定块。首先，我们定义一个函数 partner(n)，如果 n 是奇数，输出 n-1，如果 n 是偶数，输出 n+1 。简单来说，就是给定一个块，找出和该块链接在一起产生父区块的块。然后，如果想证明 node[k] (n <= k <= 2n- 1) 的所有权，提交 node[partner(k)]，node[partner(k/2)](除法在这里意味着向下取整，例如 11 / 2 = 5)，node[partner(k/4)] 等等直到 node[1]，与真正的 node[k] 一起。本质上，我们提供的是从块 k 到根节点的整个分支。验证者使用 node[k]与 node[partner(k)] 构建 node[k/2]，使用刚生成的 node[k/2]与 node[partner(k/2)] 构建 node[k/4]，直到验证者得到 node[1]，该树的根节点，如果根节点与验证者自存的根节点匹配，那么该证据就是有效的，否则无效。

上图是块 10 的证据，包括 (1). node 10，(2). node 11 (11=partner(10))，4 (4 = partner(10/2))，3 (3 = partner(10/4))。验证过程从块 10 开始，使用它们的 partner 来产生父区块，直到产生根节点 node 1，看是否匹配验证者节点自存储的根节点。

证据隐式地包含了索引–在哈希之前有时你需要将 partner 加到左边，有的时候是右边，如果用来验证证据的索引是不同的，那么该证据将不再匹配。因此，如果我要求一个 node 422 的证据，你提供了一个即使有效的 node 587 的证据，我也会注意到出了错误。同样地，如果没有 Merkle Tree 的整个相关的部分，那么你没有任何办法提供一个有效证据；如果你试图传输伪造的数据，在某一点，哈希将不会匹配，导致最终的根节点会是不同的。按照上述描述，系统在文件之外构建了一棵 Merkle 树，然后上传给某个实体。然后，每 12 个小时，我找一个位于 [0, 2^k-1] 中的随机数，提交该随机数要求存储者提供证据。如果存储者回复了相应 Merkle tree 证据，并且系统验证该证据，如果该证据是正确的，则发送 3D-Token 作为回报。如果我没有接收到相应证据或者证据是无效的，那么我不会发送 3D-Token。如果存储者存储了整个文件，他们将会在所有的验证时间点成功，如果他们存储了文件的 50%，他们将会有 50% 的验证时间点是成功的，等等。如果我们想让它要么全部成功要么失败，那么我们可以简单地要求存储者提供 10 个连续的证据，这样存储者才可以得到奖励。存储者仍然可以就传输文件的 99% 进行敲诈勒索，但是我们可以利用我上面提到的冗余编码策略，在任何情况下文件的 90% 就足以恢复出原文件。

（2）设计文件部分授权的实现在 3D 打印中，一个产品可能是由一个或多个 3D 设计文件打印并组装完成。每个设计文件对应这个产品的一个组件或模块。我们将这些 3D 设计文件划分成32 bytes 与 1024 bytes 之间的小块储存在分布式网络中，并通过 Merkle 树的节点一一对应其小块的父 Hash 值。当接收方接受这些数据时，首先是对整体文件进行逐层的 Hash 验证，判断所有文件是否是完整没有被替换的。这些 3D设计文件在远程存储时，依然会按照 Merkle 树的节点方式存储，一个文件可能会被对应在一个或多个数据块中。当有远程请求使用这些具有版权保护的 3D 设计文件时，会向系统提供它所拥有访问权限的 Hash 值。系统会自动比对请求者的 Hash 值，对存放 3D 设计文件的 Merkle 树进行遍历。这个读取文件的遍历过程如下：1）首先比对这个 Hash 值与 Merkle 树中哪一个 Hash 相同，找出其请求3D 设计文件的访问权限；2）定位出其权限所在的 Merkle 树的位置后，检索其孩子节点；3）一直检索到其伞下所有数据文件；4）读取完毕。这种方式不仅实现了通过给予特定设备一个有权限的 Hash 来读取目标 3D设计文件组的某个或某几个文件，还可以在每次检索孩子节点时，对数据文件的完整性和真实性进行验证，否则将无法获取到所有的授权文件。储存在网络中的对象是一个含有两个域的数据结构:·Data – 非结构的二进制数据，大小在 32 bytes 与 1024 bytes 之间·Link – 一个 Link 数据结构的数组，通过他们链接到其他对象。·Link 数据结构包含三个域：·Name – Link 的名字·Hash – Link 链接到对象的 Hash·Size – Link 链接到对象的累积大小，包括它的 Links通常一个对象的储存结构如下：

智能合约在保证全网上的特定节点的鉴权上可以发挥相应的作用，设想构建这样一个智能合约，它在运行过程中需要在特殊节点上进行运行，比如如果要控制 3D 打印的设计是可以被允许使用的，则这段合约的代码需要验证发送请求的节点是否有足够的权限、是否已经足额的付出相应费用等等，当然，这样的判断可能会更加复杂一些，这些完全取决于智能合约的编写。当拥有这种判断能力的特定节点（比如由 3D 打印的产品设计方维护的区块链节点）运行这段智能合约时，这些判断将会被触发，进而运行智能合约中的特殊的用于判断的代码，正如前面所描述的，这里可以是简单的验签、也可以是更加复杂的判断逻辑，这样做，会使得每次在远程希望使用 3D 打印的设计图时，相当于每次都需要征得设计者的同意，保证了这种 3D 打印的设计不会被私下进行传播，即使进行了非授权的传播，由于在打印过程中总是需要运行智能合约，这给了设计者保护自己设计不被滥用的机会。智能合约的设计可以保证某一个或者某些特定节点在验证不通过的时候否决这次 3D 打印的请求，在公链上，这样需求往往不易得到满足，但采用智能合约的方式，在验证过程中却可以采用可选的方式来达到目标。

区块链技术可以减少昂贵的第三方机构的开销，比如银行、律师，甚至内部审计功能来衡量和最小化管理风险。区块链技术的运营可以减少目前在控制这些信息的管理人员的需求和开销。通过智能合约，可以将交易支付的整个流程变为自动化处理。而基于区块链上的产品数字化记录，将贯穿整个物联网设备，并为产品在供应链生产过程中提供安全可靠的质量监管数据。此外，区块链通常采用非对称算法（RSA）来进行数据内容的保护和保证数据的不可篡改性，一般来说，数据的本身可以再做一层对称加密，然后对整个结果或者部分结果进行 RSA 的签名，这样达到了护敏感知识产权的目的。这些技术让建立一个去中心化的生产设备厂商成为可能。区块链还可以提供“大规模定制”所需的可扩展性，通过更好地满足消费者对定制化功能的需求来拉动营销，从而创造出更高效的市场环境。不仅如此，智能合约还能使买卖双方能够更容易和快速的建立信任基础。用户通过产品标示码能清楚的知道这个产品所有的信息记录，并且不会担心这些记录是伪造的。（3）令牌系统令牌系统有很多实际的应用场景，例如代表法币或黄金等资产的子货币，公司股票，智能资产，安全的不可伪造的优惠券等，均可以使用令牌系统解决。参考以太坊的智能合约理解，所有的货币或者令牌系统，从根本上来说是一个带有如下操作的数据库：从 A 中减去 X 单位并把 X 单位加到 B 上，前提条件是 A 在交易之前有至少X 单位以及交易被 A 批准。实施一个令牌系统就是把这样一个逻辑实施到一个合约中去。用伪代码表述令牌系统如下：

这从本质上来说是本文将要进一步描述的“银行系统”状态转变功能的一个最小化实施。需要增加一些额外的代码以提供在初始和其它一些边缘情况下分发货币的功能，理想情况下会增加一个函数让其它合约来查询一个地址的余额。就足够了。理论上，充当 3D-Token 的令牌系统可能包括一个基于比特币原链上所缺乏的重要功能：直接用这种货币支付交易费的能力。实现这种能力的方法是在合约里维护一个账户以用来为发送者支付交易费，通过收集被用来充当交易费用的内部 3D-Token 并把它们在一个不断运行的拍卖中拍卖掉，合约不断为该账户注资。这样用户需要用 3D-Token“激活”他们的账户，但一旦账户中有 3D-Token它将会被重复使用因为每次合约都会为其充值。（4）价值稳定的 3D-Token 实现实现 3D-Token 的价值稳定，主要挑战是它们中的大部分需要参照一个外部的价格发布器，参考钛链的智能合约，我们可以设想这样一个场景。一个需求非常大的应用是一个用来对冲 3D-Token 相对人民币价格波动的智能合约，但该合约需要知道该 3D-Token 相对人民币的价格。最简单的方法是通过由某特定机构维护的“数据提供“合约进行，该合约的设计使得该机构能够根据需要更新合约，并提供一个接口使得其它合约能够通过发送一个消息给该合约以获取包含价格信息的回复。当这些关键要素都齐备，对冲合约看起来会是下面的样子：等待 A 输入 500 3D-Token。等待 B 输入 500 3D-Token。通过查询数据提供合约，将 500 3D-Token 的人民币价值，例如，x 元，记录至存储器。一周后，允许 A 或 B“重新激活“合约以发送价值 x 元的 3D-Token（重新查询数据提供合约，以获取新价格并计算）给 A 并将剩余的 3D-Token发送给 B。这样的合约在密码学商务中有非同寻常的潜力。密码学货币经常被诟病的一个问题就是其价格的波动性；虽然大量的用户和商家可能需要密码学资产所带来的安全和便利，可他们不太会乐意面对一天中资产跌去三分之一价值的情形。直到现在，最为常见的推荐方案是发行者背书资产；思想是发行者创建一种子货币，对此种子货币他们有权发行和赎回，给予（线下）提供给他们一个单位特定相关资产（例如黄金，美元）的人一个单位子货币。发行者承诺当任何人送还一个单位密码学资产时。发还一个单位的相关资产。这种机制能够使任何非密码学资产被“升级“为密码学资产，如果发行者值得信任的话。然而实践中发行者并非总是值得信任的，并且一些情况下银行体系太脆弱，或者不够诚实守信从而使这样的服务无法存在。金融衍生品提供了一种替代方案。这里将不再有提供储备以支撑一种资产的单独的发行者，取而代之的是一个由赌一种密码学资产的价格会上升的投机者构成的去中心化市场。与发行者不同，投机者一方没有讨价还价的权利，因为对冲合约把他们的储备冻结在了契约中。注意这种方法并非是完全去中心化的，因为依然需要一个可信任的提供价格信息的数据源，尽管依然有争议这依然是在降低基础设施需求（与发行者不同，一个价格发布器不需要牌照并且似乎可归为自由言论一类）和降低潜在欺诈风险方面的一个巨大的进步。（5）验证分布式 3D 打印设备的完备性和可信性（可信 3D 打印）可信 3D 打印是 3D-Chain 提出的全新概念。是在 3D 打印去中心化的环境中，参与组件与节点设备所组成的智能制造系统中提供节点可信性而提出的概念。可信打印技术在设备的硬件层引入可信平台模块，从而为系统提供了基于硬件的可信根。从可信根出发，使用信任链传递机制，可信 3D 打印技术可以对整个智能制造系统的硬件和软件实施组层的完整性检验，并将检验结果保存在系统的寄存器中。当其他设备通过远程验证机制对本地系统的检验结果进行对比，就可以验证本地系统或组件的可信性。可信 3D 打印技术让智能制造的参与节点摆脱了对中心服务器的依赖，而直接通过设备间寄存器的检验结果比对来建立相互的信任，从而可以建立去第三方的远程 3D 打印机制，使得 3D 打印的远程协作扩展性更好、更可靠、更安全。Merkle 树的远程验证机制，其核心是完整性度量值哈希树。首先,系统中带验证的设备在内核中维护的不再是一张完整性度量值列表(ML),而是一棵完整性度量值哈希树(integrity measurement hash tree,简称 IMHT)。其中，IMHT的叶子结点存储的数据对象是待验证计算平台上被度量的各种程序的完整性哈希值,而其内部结点则依据 Merkle 树的构建规则由子结点的连接的哈希值动态生成。其次，为了维护叶子结点的完整性,待验证设备需要使用设备中的一段存储器来保存可信根哈希的值。再次,整个系统的完整性验证过程基于认证路径(authentication path)实施。认证路径是指待验证设备上从待验证叶子结点到根哈希的路径。

1.3、物理应用层物理应用层是编写在硬件上的软件程序，通过调用控制器的驱动程序来实现控制器的模拟信号输出。物理应用层可以有两种实现方式：由 C 编写的应用程序，或者是基于操作系统（android，UCOS2 等）的面向对象系统程序。

（1） C 程序直接操作

C 程序直接控制操作的本质是操作硬件控制器中的寄存器数据，通过 C 程序，将上层传输过来的指令，转化成驱动程序所能理解的寄存器映射地址中对应的不同数值，这段 C 程序的源码片段是这样的：

GPFCON 和 GPFDAT 对应控制器中的两个寄存器，驱动程序中会对这两个命名指向两个物理的寄存器，并在驱动程序中定义这两个寄存器所表明的意义。

（2）有操作系统的面向对象程序我们以 Android 的系统架构来做说明，如下图：

应用层是编写在控制器硬件上的 JAVA 程序，由这个程序来实现控制器的业务逻辑和处理，调用 Framework 层的 lib，可实现包括活动管理器、窗口管理器、内容提供者、视图系统、包管理器、电话管理器、资源管理器、位置管理器、通知管理器和 XMPP 服务十个部分。从而减少冗余代码。JNI 层作为 JAVA 语言与底层 C 语言的转化器，最终将调用到硬件驱动实现操作 3D 打印设备的功能。

1.4、物理驱动层驱动层中，通过驱动程序读写控制器中的指令，来实现对外操作芯片引脚的高低电频，对内实现控制器本身的自系统运行。对于与 3D 打印设备直接连接的控制器，其控制硬件的操作类型有：·控制链接 3D 打印设备引脚的高低电频信号（IO 接口信号）；·控制器本身的存储器读写操作（eg：EEPROM）；·控制器本身的时钟操作；·控制器本身的系统操作；3D 打印机控制器通过网络将打印源文件储存在控制器的缓存中，当控制器接收到打印命令后就可以开始打印了。两路温度传感器经 CPU 片内 A/D 转换通道分别检测挤出头和热床的温度；CPU 的两路数字信号输出分别控制挤出头和热床加热电路的 NMOS 功率开关管，结合温度传感器实现挤出头和热床温度的控制;四路步进电机驱动电路分别控制 X、Y、Z 这 3 个轴的步进电机以及挤出头的步进电机；三路行程开关定位 X、Y、Z 轴的原点和运动相对位移量。

3D-Token 发行机制

1、3D-Chain 的 3D-Token3D-Chain（3D 链）发行 3D-Token：“3D-Token”， “3D-Token”会作为 3D-Chain 的权益 Token，支持 3D-Chain 生态系统的价值传递，可以实现转让、交易、消费等等数字经济行为。“3D-Token”的总量为 3 亿枚。所发行的 3D-Token 将具备两种属性，“3D-Token”通过发行以后的流转，未来可以用于在整个网络上支付 3D 远程打印服务以及三维设计数据的费用，具体的做法非常简单：基于钛链（Ti-Chain）编写智能合约，在智能合约内容中包含完成 3D 打印需要支付若干“3D-Token”的条件，当发起节点运行智能合约时，就需要检查其相应的钱包是否具备足额的“3D-Token”用于支付 3D 远程打印的费用，在完成一次远程打印的同时也完成了一次 3D-Token 的流转。“3D-Token”的支付属性是基于 3D-Chain 本身作为一个能够促进实际业务发展工具才能存在的，我们可以看到现有的大部分 3D-Token 本身不具备支付属性，究其原因并不是因为无法编写出这样的智能合约，而是因为它们本身很难对应着这种实际可见的业务场景，而这一点正好是 3D-Chain 的优势。当3D-Token 具备支付属性以后，会更大的促进其流动性的增加，从经济学的角度来说，这种做法又反过来增强了“3D-Token”的价值属性。2、3D-Token 的发行机制3D-Token 的总量为 3 亿枚，未来不会额外增发。所有 3D-Token 中，50%将被发行到市场流通，30%将由 3D-Chain 基金会保留，10%用于市场营销，10%用于社区建设，此外我方将定期拿出公司利润的 30%，用于 3D-Token 的回购，从而最大保证用户的利益。3D-Token 前期的发行只面向专业天使机构和专业投资人。3D-Chain 获得的收入将会用于 3D-Chain 的各项业务运营，包括平台技术开发和运维，市场推广，及社区建设等。

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