JP2004088280A - スクランブル放送送信装置および受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】特定のグループの受信装置に対して少ないＥＭＭデータの伝送により実現を図る。
【解決手段】受信側に対して個別契約情報を伝送して設定するスクランブル放送システムで、ＩＤを階層的な定義を行い、個別契約情報に付加するＩＤの参照範囲をＩＤ識別で特定し、個別契約情報を暗号または復号するための鍵を特定するための鍵識別情報を個別契約情報に付加して伝送して、階層的なグループ内の受信装置に個別契約情報を伝送する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、センタ側から番組にスクランブルして伝送するスクランブル放送送信装置およびスクランブルを解いて受信を行うスクランブル放送受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、通信衛星や放送衛星を用いたデジタル方式の放送サービスが運営されている。一般に衛星放送システムでは、チャンネル単位、番組単位、時間単位など様々な方法で限定受信サービスが運営されている。
【０００３】
限定受信システムでは、各受信装置個別に、利用者の契約状態等に応じた個別契約情報を伝送し、設定する。伝送する個別の視聴契約情報はＥＭＭ（Ｅｎｔｉｔｌｅｍｅｎｔ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｍｅｓｓａｇｅ）データと呼ばれ、受信装置固有のＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）番号が付加されたＥＭＭデータが、センタ装置から各受信装置に対して、放送信号に多重されて伝送される。ＥＭＭデータは、盗聴されないように、センタ装置と受信装置間で特定される受信装置固有のマスタ鍵（Ｋｍ）を用いて暗号化するのが一般的である。
【０００４】
受信装置では、固有に持つＩＤから自分自身のＥＭＭデータを受信し、受信装置内に契約情報が記憶され、その契約情報をもとに利用者は限定受信放送サービスを受けることができる。また、有料放送サービスを行わない著作権保護のためのスクランブル放送システムでは、視聴者個別の管理が必ずしも必要でなく、受信装置の種類別や受信装置の製造メーカ別程度でよい場合もある。
【０００５】
また、番組はスクランブルして放送され、その番組に全受信装置共通のワーク鍵（Ｋｗ）によって暗号化されたＥＣＭ（Ｅｎｔｉｔｌｅｍｅｎｔ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｍｅｓｓａｇｅ）データを多重して伝送する。受信装置では、記憶する個別契約情報内の契約情報を参照し、同じく記憶する個別契約情報内のワーク鍵（Ｋｗ）によってＥＣＭデータの復号を行い、番組のスクランブルを解くためのデスクランブル鍵（Ｋｓ）を得て、最終的に視聴することができる。
【０００６】
しかしながら、システム全体の運用が、例えば、地域、受信装置メーカ、受信装置機種などのグループによって構成される場合であっても、個別契約情報を個々の受信装置に設定する場合、それぞれの受信装置に共通のワーク鍵（Ｋｗ）によって暗号化されたＥＣＭデータを個々に設定しなければならず、センタ装置から受信装置に対して伝送するデータ量が増大する。
【０００７】
この問題を解決するために、グループＩＤや暗号鍵を個々の受信装置に設定し、グループＩＤ設定後に、このグループＩＤを用いて、受信装置固有のＩＤ番号が付加されたＥＭＭデータを伝送する方法もあるが、グループＩＤを個別ＩＤの他に定義し、かつ設定しなければならず、またセンタ装置におけるＩＤや鍵管理領域や、受信装置におけるＩＤや鍵の記憶管理領域も増える、という新たな問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来のスクランブル放送受信装置では、センタ装置におけるＩＤや鍵管理領域や受信装置におけるＩＤや鍵の記憶管理領域も増える問題がある。
この発明は、グループの設定を受信装置に行うことなく、特定のグループの受信装置に対して少ないＥＭＭデータの伝送の実現を図ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、この発明のスクランブル放送送信装置では、番組をセンタ側から受信側にスクランブルして伝送し、そのスクランブルを解くための個別契約情報を暗号化して伝送するシステムにあって、受信装置を特定するＩＤ情報と、前記ＩＤ情報の参照範囲を特定するＩＤ識別情報と、伝送する前記個別契約情報を復号するための鍵を識別する鍵識別情報を前記個別契約情報に付加し、前記鍵識別情報により指示された鍵を用いて暗号化した前記個別契約情報を送出する手段とを具備することを特徴とする。
【００１０】
また、上記した送信装置に基づいて送信された信号を受信するシステムにあって、受信装置を特定するＩＤ情報を記憶する手段と、受信した前記個別契約情報を復号するための複数の鍵を記憶する手段と、前記ＩＤ情報の参照範囲を特定するＩＤ識別情報および前記個別契約情報の復号鍵を特定する鍵識別情報を含む個別契約情報を受信する手段と、受信した前記ＩＤ識別情報により前記個別契約情報内のＩＤ情報と記憶する前記ＩＤ情報の特定範囲を比較判定する手段と、前記手段の判定結果に基づいて前記鍵識別情報から鍵を特定し、該鍵を用いて前記個別契約情報の復号を行う手段と、前記個別契約情報を保持する手段とを具備することを特徴とする。
【００１１】
上記した手段によれば、グループの設定を受信装置側に行うことなく特定のグループの受信装置に対し、少ないＥＭＭデータの伝送によって個別契約情報の設定を行うことができる。また、グループ毎のセキュリティを確保しながら受信装置に対して個別契約情報を設定することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、この発明のスクランブル放送送信装置の第１の実施の形態について説明するための概略図である。
図１において、１００は、スクランブル放送を送信するセンタ装置である。番組送出機能部１０１は、番組を制作し送出する機能であり、番組制作機能部１０１から番組を伝送するためのエンコード機能を含み、パケット形式のデータを多重部１０２に出力する。パケット形式のデータは、例えばＩＳＯ１３８１８−１規格（ＭＰＥＧ２　ｓｙｓｔｅｍ規格）のデータを用いる。多重部１０２では、ＥＣＭ生成部１０５から出力されたＥＣＭデータと、ＥＭＭ生成部１０６から出力されるＥＭＭデータを多重する。スクランブル部１０３では、ＥＣＭ生成部１０５で生成するＥＣＭデータ内のスクランブル鍵（デスクランブル鍵）と同期して、番組のデータパケットをスクランブルする。放送送出部１０４では、データパケットに誤り訂正符号を付加して、変調を行い、適当な周波数にアップコンバート、増幅して送出端子１０９に出力する。放送信号としては、例えばＱＰＳＫ変調や８相ＰＳＫ、誤り訂正方式としてはリードソロモン誤り訂正符号、畳み込み符号などが用いられる。
【００１３】
ＩＤリスト１０７では、全ての受信装置側のＩＤを管理する。マスタ鍵識別／マスタ鍵リスト１０８では、全ての受信装置に固有な複数のマスタ鍵を管理する。グループ管理機能部１１０は、送出するＥＭＭデータの内容により、送出する受信装置のグループを決定し、ＩＤ識別とマスタ鍵識別を出力する。ＥＭＭ生成部１０６では、ＥＭＭデータを伝送する内容と対象とする受信装置に応じて、ＩＤリスト１０７、マスタ鍵識別／マスタ鍵リスト１０８を参照し、ＥＭＭデータを生成および暗号化する。
【００１４】
この例では、センタ装置１００内にＥＣＭ生成部１０５やＥＭＭ生成部１０６、ＩＤリスト１０７、マスタ鍵識別／マスタ鍵リスト１０８、グループ管理機能部１１０を含む例を示したが、伝送するＥＭＭデータが固定的、かつ伝送するデータが少ない場合などでは、ＥＣＭデータ、ＥＭＭデータをローカルに別途生成し、生成したＥＣＭデータ、ＥＭＭデータを多重部１０２で多重してもよい。
【００１５】
図２にセンタ装置１００から伝送されるＥＭＭデータの構成例を示す。ＥＭＭデータは、ＩＤ識別２０１、ＩＤ２０２、マスタ鍵識別２０３、個別契約情報２０４、改ざん検出２０５によって構成される。
【００１６】
図３は、ＩＤ識別２０１と有効ＩＤビットの関係を示す例である。センタ装置１００と受信装置間で予め共通に決め、共通に管理運営される。この例では、４８ビットのＩＤ２０２をＩＤ識別の値により、８ビット単位で参照する範囲を定めている。例えば、ＩＤ識別が３である場合には、ＩＤ２０２はｂｉｔ４７からｂｉｔ２４のみが有効となり、受信装置では、ｂｉｔ４７からｂｉｔ２４を参照し、その他の領域は無視することになる。ＩＤ識別２０１は、伝送するＥＭＭデータの内容や、伝送対象とする受信装置により決定される。
【００１７】
図４は、センタ装置１００内のマスタ鍵識別／マスタ鍵リスト１０８の情報を示す例であり、複数のマスタ鍵（Ｋｍ）を識別するための情報であるマスタ鍵識別に対応づけられた複数のマスタ鍵（Ｋｍ）を記憶管理する。センタ装置１００内のマスタ鍵識別／マスタ鍵リスト１０８においては、全ての受信装置に対するデータを記憶管理する。伝送するＥＭＭデータの内容や対象とする受信装置に応じて、マスタ鍵識別が、グループ管理機能部１１０によって決定される。
【００１８】
個別契約情報２０４には、受信装置の契約情報、ＥＣＭデータを復号するためのワーク鍵（Ｋｗ）などが含まれる。改ざん検出２０５は、ＥＭＭデータが不正者によって改ざんされることを防止するための検査データであり、改ざんの検出が受信装置によって検知された場合には、ＥＭＭデータそのものを無効とする。
【００１９】
この実施の形態によれば、グループの設定を受信装置に行うことなく、特定のグループの受信装置に対して、少ないＥＭＭデータの伝送により、またグループ毎のセキュリティを確保して、個別契約情報を設定することができる。
【００２０】
図５は、この発明に係わる受信装置の一実施の形態について説明するためのブロック図であり、受信装置５００内に全ての処理機能を内蔵した例を示す。
すなわち、入力端子５０１には、図示しないアンテナで受けた信号を周波数ダウンコンバートした放送信号が入力される。チューナ回路５０２では、信号の選択、復調、データの誤り訂正処理を行う。チューナ５０２からは復調および誤り訂正されたパケット形式の信号が出力され、パケットデータには複数の放送信号、制御データが含まれる。チューナ５０２から出力されたパケット信号は、デスクランブラ５０３に入力される。デスクランブラ５０３では、選択されたスクランブル放送番組のスクランブルを解く回路である。
【００２１】
デスクランブルされた信号は、デコーダ回路５０４に入力される。デコーダ回路５０４では、放送信号の分離処理、映像音声信号のデコード処理を行う。また、多重された制御信号の分離も行う。
【００２２】
制御信号受信回路５０７では、放送信号に多重されている番組選択情報などを放送信号から分離して制御回路５０８に出力し、制御回路５０８において番組選択処理を行う。また、番組に多重されたＥＣＭデータとＥＭＭのデータの分離を行う。
【００２３】
表示回路５０５では、デコードされた映像音声信号に、操作メニューやメッセージ等、利用者との表示インターフェースを行う文字、図形等を重畳し、ＴＶ信号に変調を行った後に出力端子５０６に出力する。出力端子５０６にはＴＶ受像機が接続され、利用者は放送信号を視聴することができる。
【００２４】
キー入力回路５０９は、利用者の操作インターフェースを行うもので、利用者の番組選択などの選択内容を制御回路５０８に出力する。制御回路５０８では、受信した番組選択情報から表示回路５０５で利用者に番組のメニューを表示し、利用者は番組を選択してキー入力回路５０９に選択情報を入力する。制御回路５０８では、チューナ回路５０２、デスクランブラ５０３、デコーダ回路５０４などを制御し、利用者の選択した番組を出力端子５０６に出力する。
【００２５】
ＩＤメモリ５１０には、受信装置を識別するための固有のＩＤが記憶されている。また、マスタ鍵メモリ５１１内には、図４のセンタ装置１００内のマスタ鍵識別／マスタ鍵リスト１０８と同様に、マスタ鍵識別に対応づけられた複数のマスタ鍵（Ｋｍ）を記憶管理する。ただし、受信装置５００内のマスタ鍵メモリ５１１内には、自分自身のマスタ鍵識別とマスタ鍵のみを記憶管理する。
【００２６】
ＩＤメモリ５１０内のＩＤおよびマスタ鍵メモリ５１１内のマスタ鍵識別とマスタ鍵については、受信装置の設定を製造時に行う。
ＥＭＭデータを受信した場合には、制御回路５０８において、ＩＤメモリ５１０に記憶するＩＤを用いて、自分のＥＭＭデータのみを受信処理する。受信したＥＭＭデータは、マスタ鍵メモリ５１１に記憶されたマスタ鍵（Ｋｍ）を用いて復号し、ＥＭＭ内の個別契約情報を個別情報メモリ５１２に記憶する。個別契約情報には、契約情報や後述するＥＣＭデータの暗号を解くための全受信装置共通のワーク鍵（Ｋｗ）などが含まれる。
【００２７】
グループ伝送を行う場合には、伝送されるＥＭＭデータ内のＩＤ識別によりＥＭＭデータ内のＩＤとＩＤメモリ５１０に記憶する。ＩＤの参照範囲を特定する。特定されたＩＤの参照範囲が一致する場合には、自分ＥＭＭデータを判定し、ＥＭＭデータ内のマスタ鍵識別により特定される。マスタ鍵メモリ５１１内のマスタ鍵を用いてＥＭＭデータの復号を行い、ＥＭＭ内の個別契約情報を個別情報メモリ５１２に記憶する。
【００２８】
受信した内容がスクランブル放送番組である場合には、ＥＣＭデータを放送に多重させて伝送する。ＥＣＭデータは全受信装置共通のデータであり、番組の属性やスクランブルを解くためのデスクランブル鍵などの番組情報で構成され、全受信装置共通のワーク鍵（Ｋｗ）により暗号化されている。受信したＥＣＭデータは、制御回路５０８において、個別情報メモリ５１２内の契約情報を参照し、放送番組が契約され視聴可能であるならば、個別情報メモリ５１２内のワーク鍵（Ｋｗ）を用いて、ＥＣＭデータを復号し、デスクランブル鍵を得る。制御回路５０８からデスクランブラ５０３にデスクランブル鍵を与え、スクランブル放送番組のデスクランブルが行われ、視聴することができる。
【００２９】
以上説明したように、ＩＤ２０２のビットをグループ毎に階層的に割り当て、ＩＤ識別とマスタ鍵識別を指定してＥＭＭデータを伝送すると、階層グループを指定してのＥＭＭデータを伝送することができ、少ないＥＭＭデータの伝送により、またグループ毎のセキュリティを確保して特定の受信装置に対して個別契約情報の設定ができる。例えば、ビット４７〜ビット４０は地域、ビット３９〜ビット３２は受信装置製造メーカ、ビット３１〜ビット０は機種などに割り当て、ＩＤ識別を５としてＥＭＭデータの伝送を行うと、指定された受信装置製造メーカ全体の受信装置に対して、１つのＥＭＭデータで設定することができる。
【００３０】
また、受信装置製造メーカ毎にユニークであるマスター鍵（Ｋｍ）とし、例えばマスタ鍵識別が１であるマスター鍵（Ｋｍ（１））をＥＭＭデータ内のマスタ鍵識別を１に指定することにより、指定の受信装置製造メーカ内の機器で共通、かつ受信装置製造メーカ毎に異なったマスター鍵でＥＭＭデータは暗号化することができ、階層毎にセキュリティを確保することができる。
【００３１】
図６、図７を用いて、この発明のスクランブル放送送信装置の第２の実施の形態について説明する。
図６にセンタ装置１００から受信装置５００に伝送されるＥＭＭデータの構成例を示す。この実施の形態は、図２のＥＭＭデータに対して、マスタ鍵識別２０３をＩＤ識別２０１に共通とした例である。受信装置５００は、ＩＤ識別２０１によるＩＤ参照を行うとともに、ＩＤ識別２０１に対応するマスタ鍵（Ｋｍ）でＥＭＭデータの復号を行う。
【００３２】
図７は、受信装置内のマスタ鍵メモリ５１１内の情報を示す例である。マスタ鍵メモリ５１１内では、ＩＤ識別に対応づけされた複数のマスタ鍵（Ｋｍ）を記憶管理する。受信装置では、伝送されたＥＭＭデータを復号する場合には、ＥＭＭ内のＩＤ識別２０１を参照し、ＩＤ識別２０１に対応したマスタ鍵（Ｋｍ）を用いてＥＭＭデータの復号を行う。
【００３３】
センタ装置１００でも、受信装置５００と同様に、ＩＤ識別により、マスタ鍵を決定し、ＥＭＭを暗号化する。
このように、ＩＤ識別とマスタ鍵識別を共通としたことにより、伝送する情報を少なくすることができ、かつＥＭＭデータの伝送対象範囲を暗号化のための鍵の１元化を行うことができる。
【００３４】
図８は、この発明のスクランブル放送受信装置の第３の実施の形態について説明するための説明図であり、受信装置内のマスタ鍵メモリ５１１内の情報例について示す。
【００３５】
マスタ鍵メモリ５１１内には、例えばＮビットの乱数で構成されるマスタ鍵（Ｋｍ）ビット列と、ＩＤ識別とマスタ鍵ポインタ情報の対応表が管理記憶されている。
ＩＤ識別の値により、Ｎビットのマスタ鍵（Ｋｍ）ビット列中で、マスタ鍵ポインタ情報で示されたビット位置から一定長のビット列をマスタ鍵（Ｋｍ）として使用する。例えばマスタ鍵が１２８ビットで、伝送するＥＭＭデータ内のＩＤ識別が２の場合には、マスタ鍵（Ｋｍ）ビット列のビットｎ２から１２８ビットをマスター鍵（Ｋｍ）とする。
【００３６】
センタ装置１００でも、受信装置５００と同様に、ＩＤ識別により、マスタ鍵を決定し、ＥＭＭを暗号化する。
このように、鍵のビット長は短くなるものの、少ないビットで複数のマスター鍵を設定することができる。
図９は、この発明におけるスクランブル放送受信装置の第４の実施の形態について説明するためのブロック図である。この実施の形態は、受信装置にＩＣカード９００を用いた例であり、図５と同一の構成部分については同一の符号を付し、ここでの説明は省略する。
【００３７】
ＩＣカード９００内には、スクランブル受信放送を視聴するために秘匿されるべき機能や情報、例えば暗号の復号機能、鍵情報を含み、受信装置本体との通信を行うＩ／Ｆ９０３、ＩＣカード９００内の制御処理を行うモジュール制御回路９０４、ＩＤを記憶するＩＤメモリ９０５、マスタ鍵メモリ５１１、個別情報メモリ５１２を内蔵する。
【００３８】
受信装置のＩＤが、ＩＣカード９００内のＩＤメモリ９０５に記憶されている。電源ＯＮ時または、ＩＣカード９００を装着した時に、受信装置本体内の制御回路５０８とＩＣカード９００内のモジュール制御回路９０４との通信を行い、Ｉ／Ｆ９０２，９０３を介して、ＩＣカード９００内のＩＤメモリ９０５から受信装置本体内のＩＤメモリ９０１にＩＤが転送され、ＩＤメモリ９０１内にＩＤを記憶する。
【００３９】
ＥＭＭデータの処理については、受信装置本体内の制御回路５０８において、受信したＥＭＭデータのＩＤ比較等の処理を行い、該当するＥＭＭデータを制御回路５０８からモジュール制御回路９０４へＩ／Ｆ９０２，９０３を介して転送する。モジュール制御回路９０４で復号を行い、個別情報メモリ５１２に個別契約情報を記憶する。
【００４０】
ＥＣＭデータの処理については、受信装置本体内の制御回路９０８において、受信したＥＣＭデータを制御回路５０８からモジュール制御回路９０４へＩ／Ｆ９０２，９０３を介して転送し、モジュール制御回路９０４で、個別情報メモリ５１２内に記憶するワーク鍵（Ｋｗ）や契約情報を参照し、デスクランブル鍵を得る。デスクランブル鍵を、モジュール制御回路９０４から、Ｉ／Ｆ９０３，９０２を介して、受信装置本体内の制御回路５０８に転送し、番組のデスクランブルを行う。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、特定のグループの受信装置に対して、少ないＥＭＭデータの伝送により、またグループ毎のセキュリティを確保して、個別契約情報を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のスクランブル放送送信装置の一実施の形態について説明するためのブロック図。
【図２】この発明に用いるＥＭＭデータの構成例について説明するための説明図。
【図３】この発明に用いるＩＤ識別と有効ＩＤビットの関係について説明するための説明図。
【図４】この発明に用いるマスタ鍵識別とマスタ鍵の関係について説明するための説明図。
【図５】この発明のスクランブル放送受信装置の第１の実施の形態について説明するためのブロック図。
【図６】この発明に用いるＥＭＭデータの他の構成例について説明するための説明図。
【図７】この発明に用いるＩＤ識別と有効ＩＤビットの他の関係について説明するための説明図。
【図８】この発明に用いるマスタ鍵メモリ内の他の情報例について説明するための説明図。
【図９】この発明におけるスクランブル放送受信装置の第２の実施の形態について説明するためのブロック図。
【符号の説明】
１００・・・センタ装置、１０１・・・番組送出機能部、１０２・・・多重部、１０３・・・スクランブル部、１０４・・・放送送出部、１０５・・・ＥＣＭ生成部、１０６・・・ＥＭＭ生成部、１０７・・・ＩＤリスト、１０８・・・マスタ鍵識別／マスタ鍵リスト、１１０・・・グループ管理機能部部、５００・・・受信装置、５０２・・・チューナ部、５０３・・・デクランブラ、５０４・・・デコーダ回路、５０５・・・表示回路、５０７・・・制御信号受信回路、５０８・・・制御回路、５０９・・・キー入力回路、５１０，９０１・・・ＩＤメモリ、５１１・・・マスタ鍵メモリ、５１２・・・個別情報メモリ、９００・・・ＩＣカード、９０２，９０３・・・Ｉ／Ｆ、９０４・・・モジュール制御回路。

Claims (6)

1. 番組をセンタ側から受信側にスクランブルして伝送し、そのスクランブルを解くための個別契約情報を暗号化して伝送するシステムにおいて、
   受信装置を特定するＩＤ情報と、
   前記ＩＤ情報の参照範囲を特定するＩＤ識別情報と、
   伝送する前記個別契約情報を復号するための鍵を識別する鍵識別情報を前記個別契約情報に付加し、前記鍵識別情報により指示された鍵を用いて暗号化した前記個別契約情報を送出する手段とを具備することを特徴とするスクランブル放送送信装置。
2. 前記鍵識別情報とＩＤ識別情報を共用したことを特徴とする第１項記載のスクランブル放送送信装置。
3. 前記鍵識別情報がビット情報列のポインタを示し、特定されたビット情報列の一部を前記個別契約情報の暗号または復号の鍵とすることを特徴とする請求項１記載のスクランブル放送送信装置。
4. 請求項１に記載された送信装置に基づいて送信された信号を受信するシステムにおいて、
   受信装置を特定するＩＤ情報を記憶する手段と、
   受信した前記個別契約情報を復号するための複数の鍵を記憶する手段と、
   前記ＩＤ情報の参照範囲を特定するＩＤ識別情報および前記個別契約情報の復号鍵を特定する鍵識別情報を含む個別契約情報を受信する手段と、
   受信した前記ＩＤ識別情報により前記個別契約情報内のＩＤ情報と記憶する前記ＩＤ情報の特定範囲を比較判定する手段と、
   前記手段の判定結果に基づいて前記鍵識別情報から鍵を特定し、該鍵を用いて前記個別契約情報の復号を行う手段と、
   前記個別契約情報を保持する手段とを具備することを特徴とするスクランブル放送受信装置。
5. 前記鍵識別情報およびＩＤ識別情報を共用したことを特徴とする請求項４記載のスクランブル放送受信装置。
6. 前記記憶する複数の鍵がビット列情報であって、前記鍵識別情報がビット情報列のポインタを示し、特定されたビット情報列の一部を個別契約情報の暗号または復号の鍵とすることを特徴とする請求項４記載のスクランブル放送受信装置。

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