CN101547222B - 一种在VoIP网络中传输SIP请求历史信息的方法 - Google Patents
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Abstract
一种在VoIP网络中传输SIP请求历史信息的方法，具体步骤为：1为History-Info头域定义扩展参数digest；2当一个SIP应用收到SIP请求时，把请求历史信息加入头域后，计算头域的摘要信息并放入到digest参数中，转发该SIP请求到下一跳；3下一跳的SIP应用从头域中提取出digest参数携带的摘要信息，然后重新计算头域的摘要信息，根据摘要信息的对比确定该History-Info头域是否可信。本发明所述方法，通过为SIP消息的请求历史信息计算摘要的方式，可以有效的规避请求历史信息被伪造、篡改、删除和重新排列等问题，而且可以摆脱对TLS这类安全网络的依赖，使该功能可以在普通的IP网络中被应用。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，具体的说是一种在VoIP网络中传输SIP请求历史信息的方法。
背景技术
会话初始协议(Session Initiation Protocol，SIP协议)是IETF(Internet工程任务组)提出的一个支持多媒体会话的信令控制协议，主要用于实现IP网上的信令控制，包括建立、管理和终止由多方参与的语音会话进程。SIP协议借鉴了HTTP、SMTP等协议，支持代理、重定向及登记定位用户等功能，支持用户移动。通过与RTP/RTCP、SDP、RTSP等协议及DNS配合，SIP协议支持语音、视频、数据、E-mail、状态、IM、聊天、游戏等。
SIP协议是一个基于文本的应用层控制协议，独立于底层传输协议TCP/UDP/SCTP。SIP协议分为请求和响应两种类型，而请求又包括REGISTER、INVITE、ACK、BYE和OPTION等类型。SIP协议的基本网络元素包括UA(User Agent，用户代理)、Proxy(代理服务器)、Registrar(注册服务器)和Redirect Server(重定向服务器)等。
VoIP(Voice over Internet Protocol)是指将模拟的声音讯号经过压缩与封包之后，以数据封包的形式在IP网络的环境进行语音讯号的传输，通俗来说也就是互联网电话、网络电话或者简称IP电话的意思。VoIP的基本原理是：通过语音的压缩算法对语音数据编码进行压缩处理，然后把这些语音数据按TCP/IP标准进行打包，经过IP网络把数据包送至接收地，再把这些语音数据包串起来，经过解压处理后，恢复成原来的语音信号，从而达到由互联网传送语音的目的。
TLS(传输层安全，Transport Layer Security)是基于SSL(安全端口层，Secure Socket Layer)的一种协议。SSL是设计用来保护网页通信，并且现在应用于绝大多数浏览器中。TLS是比SSL更通用，它可以用于保护任何类型的可靠连接。TLS为可靠连接(如一个TCP连接)提供数据的完整性和保密性。TLS包括两层：TLS握手层(TLS handshake layer)和TLS记录层(TLS record layer)。TLS握手层处理对等用户的认证，在这一层使用了公共密钥和证书，并协商算法和加密实际数据传输的密钥。TLS记录层处理数据的加密，通常它使用一个对称的算法，这个算法的密钥由握手层提供的值产生。TLS是一个逐跳(hop by hop)的安全措施，在SIP的应用中，TLS保护一个SIP实体与和它相距一跳远的另一实体之间的信息交换。
现有SIP网络中提供历史请求记录的方式如下图1所示。主要工作过程如下：
1.用户代理1发送一个INVITE请求到代理服务器1；
2.代理服务器1转发这个INVITE请求到代理服务器2，代理服务器2在转发前在INVITE请求中的History-Info头域中增加代理服务器1以及代理服务器2的信息；以图1为例，在INVITE请求中的History-Info头域中增加下述信息：
<sip:BobP1.example.com>；index＝1，
<sip:BobP2.example.com>；index＝1.1；
3.代理服务器2在给代理服务器1回响应之前，尝试把这个INVITE请求通过SIP具有的Forking机制并行转发到用户代理2、用户代理3、用户代理4，所说的Forking机制是指：一个用户注册了多个用户代理(一号多机)，到该用户的呼叫会同时转发到上述的多个用户代理去。以图1为例，用户代理2、用户代理3和用户代理4是属于同一个用户的用户代理，在代理服务器2转发INVITE请求前添加用户代理的信息。具体地说，是在转发的各个INVITE请求的History-Info头域中分别增加各个用户代理的信息；以图1为例，图1中代理服务器2尝试把这个INVITE请求并行转发到用户代理2、用户代理3、用户代理4，在转发的各个INVITE请求的History-Info头域中增加的信息如下：
在转发到用户代理2的INVITE请求的History-Info头域中增加<sip:User2UA2.example.com>；index＝1.1.1，
在转发到用户代理3的INVITE请求的History-Info头域中增加<sip:User3UA3.example.com>；index＝1.1.2，
在转发到用户代理4的INVITE请求的History-Info头域中增加<sip:User4UA4.example.com>；index＝1.1.3；
4. 当用户代理2、用户代理3、用户代理4对上述INVITE请求的响应都是不成功或不可用时，代理服务器2发送一个480响应给代理服务器1，在480响应的History-Info头域中增加第3步中尝试的各个用户代理的信息以及失败原因等；以图1为例，用户代理2、用户代理3、用户代理4对INVITE请求的响应都是不成功或不可用，此时，代理服务器2发送一个480响应给代理服务器1，在480响应的History-Info头域中增加信息如下：
<sip:User2UA2.example.com？Reason＝SIP；\
cause＝408；text＝″RequestTimeout″>；index＝1.1.1，
<sip:User3UA3.example.com？Reason＝SIP；\
cause＝487；text＝″Request Terminated″>；index＝1.1.2，
<sip:User4UA4.example.com？Reason＝SIP；\
cause＝603；text＝″Decline″>；index＝1.1.3；
5.当代理服务器1接收到这个480响应时，代理服务器1检测到INVITE的另一个路由途径——用户代理5，于是代理服务器1把这个INVITE请求转发给用户代理5。在该INVITE请求的History-Info头域中增加用户代理5的信息；以图1为例，代理服务器1把这个INVITE请求转发给用户代理5，在转发到用户代理5的INVITE请求的History-Info头域中增加信息如下：
<sip:User2UA2.example.com？Reason＝SIP；cause＝408；\
text＝″RequestTimeout″>；index＝1.1.1，
<sip:User3UA3.example.com？Reason＝SIP；cause＝487；\
text＝″Request Terminated″>；index＝1.1.2，
<sip:User4UA4.example.com？Reason＝SIP；cause＝603；\
text＝″Decline″>；index＝1.1.3
<sip:User5UA5.example.com>；index＝1.2；
6.用户代理5发送200 OK响应给代理服务器1，代理服务器1把这个200 OK响应转发给用户代理1，用户代理1向用户代理5发送ACK响应，在用户代理1和用户代理5之间建立这个呼叫会话。
虽然History-Info头域提供了请求历史信息的记录，但是由于SIP协议是基于文本的协议，以文本形式表示消息的词法和语法分析比较简单，非常容易被攻击者模仿、篡改，加以非法利用。History-Info头域也有如下几个缺陷：
●一个不可信的应用程序可能插入一个伪造的请求历史信息条目。
●一个不可信的应用程序可能重排了请求历史信息。
●一个不可信的应用程序可能删除某些请求历史信息条目。
因此在RFC4244中，提出了History-Info头域必须在TLS这类安全网络中传输。如果没有使用TLS，则必须在转发之前删除History-Info头域；或者对重定向该请求消息，要求客户端用户代理通过安全的途径发起这个包含History-Info头域的请求。
但由于TLS网络建设成本高，并没有大规模应用，也就导致了History-Info头域的机制并不能在普通IP网络中大量应用。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种在VoIP网络中传输SIP请求历史信息的方法，通过为SIP消息的请求历史信息计算摘要的方式，可以有效的规避请求历史信息被伪造、篡改、删除和重新排列等问题，而且可以摆脱对TLS这类安全网络的依赖，使该功能可以在普通的IP网络中被应用。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种在VoIP网络中传输SIP请求历史信息的方法，其特征在于：其具体步骤为：
步骤1，为History-Info头域定义扩展参数digest；
步骤2，当一个SIP应用收到SIP请求时，把请求历史信息加入History-Info头域后，用摘要算法计算出History-Info头域包含的全部内容的摘要信息，然后在History-Info头域中增加digest参数，把所述摘要信息放入到digest参数中；转发该SIP请求到下一跳的SIP应用；
步骤3，下一跳的SIP应用接收到转发来的SIP请求时，首先从History-Info头域中提取出digest参数携带的摘要信息，然后从History-Info头域中删除digest参数，然后用与步骤2相同的摘要算法重新计算一遍当前History-Info头域包含的全部内容的摘要信息，把重新计算出的摘要信息和digest参数携带的摘要信息进行比较，如果比较结果一致，则认为该History-Info头域是可信的，此时当前SIP应用把自己的信息加入到History-Info头域后，用摘要算法计算出新的History-Info头域包含的全部内容的新摘要信息，然后在新的History-Info头域中增加digest参数，把所述新摘要信息放入到digest参数中；转发当前SIP请求到下一跳的SIP应用；如果比较结果不一致，则认为该History-Info头域是不可信的，转发当前SIP请求到下一跳的SIP应用前删除不可信的History-Info头域，或者请求上一跳的SIP应用重新发起请求而不进行转发。
本发明所述的在VoIP网络中传输SIP请求历史信息的方法，通过为SIP消息的请求历史信息计算摘要的方式，可以有效的规避请求历史信息被伪造、篡改、删除和重新排列等问题，而且可以摆脱对TLS这类安全网络的依赖，使该功能可以在普通的IP网络中被应用。
附图说明
本发明有如下附图：
图1现有IP网络中记录请求历史记录的流程；
图2本发明方案示意图；
图3实施例1：经过重定向服务器和代理服务器的会话流程；
图4实施例2：串行分岔会话流程。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
图2为本发明所述的在VoIP网络中传输SIP请求历史信息的方法，本发明通过对现有的SIP头域进行扩展，提供了一种在普通IP网络中对History-Info头域进行保护的方法，使得History-Info头域可以在普通IP网络中进行传递；本发明提供的扩展方式和目前SIP网络的消息流程并不冲突，可以同时存在，并作为现有流程的很好补充，为SIP应用提供了一种更为灵活的记录请求历史信息的方法，使其摆脱了TLS网络的限制，大大扩展了SIP消息的请求历史信息功能的应用场景。本发明所述的方法在RFC4244(An Extension to theSession Initiation Protocol(SIP)for Request HistoryInformation)定义的基础上进行运用，并且实际运用到SIP网络的消息流程中，History-Info头域是在RFC4244中定义，但本专利并不限定于RFC4244。在RFC4244中定义了History-Info头域的可选扩展参数，这个扩展参数满足generic-param格式，其具体定义如下：
History-Info＝″History-Info″HCOLON
hi-entry*(COMMA hi-entry)
hi-entry＝hi-targeted-to-uri*(SEMI hi-param)
hi-targeted-to-uri＝name-addr
hi-param＝hi-index/hi-extension
hi-index＝″index″EQUAL 1*DIGIT*(DOT 1*DIGIT)
hi-extension＝generic-param
本发明就是利用了这个扩展参数，为History-Info头域定义了一个新的扩展参数digest。具体地说，其具体步骤为：
步骤1，为History-Info头域定义扩展参数digest；
步骤2，当一个SIP应用收到SIP请求时，把请求历史信息加入History-Info头域后，用摘要算法计算出History-Info头域包含的全部内容的摘要信息，然后在History-Info头域中增加digest参数，把所述摘要信息放入到digest参数中；转发该SIP请求到下一跳的SIP应用；
步骤3，下一跳的SIP应用接收到转发来的SIP请求时，首先从History-Info头域中提取出digest参数携带的摘要信息，然后从History-Info头域中删除digest参数，然后用与步骤2相同的摘要算法重新计算一遍当前History-Info头域包含的全部内容的摘要信息，把重新计算出的摘要信息和digest参数携带的摘要信息进行比较，如果比较结果一致，则认为该History-Info头域是可信的，此时当前SIP应用把自己的信息加入到History-Info头域后，用摘要算法计算出新的History-Info头域包含的全部内容的新摘要信息，然后在新的History-Info头域中增加digest参数，把所述新摘要信息放入到digest参数中；转发当前SIP请求到下一跳的SIP应用；如果比较结果不一致，则认为该History-Info头域是不可信的，转发当前SIP请求到下一跳的SIP应用前删除不可信的History-Info头域，或者请求上一跳的SIP应用重新发起请求而不进行转发。
所述的计算摘要的方法可以采用MD5或者SHA-1算法。
图2为图1使用本发明所述方法后的各个步骤，具体地说：
步骤1，用户代理1发送一个INVITE请求到代理服务器1；
步骤2，代理服务器1转发这个INVITE请求到代理服务器2，代理服务器2在转发前在INVITE请求中的History-Info头域中增加代理服务器1以及代理服务器2的信息，然后计算摘要信息并通过扩展参数digest添加到History-Info头域中；以图2为例，在INVITE请求中的History-Info头域中增加下述信息：
<sip:BobP1.example.com>；index＝1，
<sip:BobP2.example.com>；index＝1.1；
digest＝d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e
步骤3，代理服务器2在给代理服务器1回响应之前，尝试把这个INVITE请求通过SIP具有的Forking机制并行转发到用户代理2、用户代理3、用户代理4，，在代理服务器2转发INVITE请求前添加用户代理的信息。具体地说，是在转发的各个INVITE请求的History-Info头域中分别增加各个用户代理的信息，然后计算各摘要信息并通过扩展参数digest添加到History-Info头域中；以图2为例，图2中代理服务器2尝试把这个INVITE请求并行转发到用户代理2、用户代理3、用户代理4，在转发的各个INVITE请求的History-Info头域中增加的信息如下：
在转发到用户代理2的INVITE请求的History-Info头域中增加<sip:User2UA2.example.com>；index＝1.1.1，
digest＝0cc175b9c0f1b6a831c399e269772661
在转发到用户代理3的INVITE请求的History-Info头域中增加<sip:User3UA3.example.com>；index＝1.1.2，
digest＝900150983cd24fb0d6963f7d28e17f72
在转发到用户代理4的INVITE请求的History-Info头域中增加<sip:User4UA4.example.com>；index＝1.1.3；
digest＝f96b697d7cb7938d525a2f31aaf161d0
步骤4，当用户代理2、用户代理3、用户代理4对上述INVITE请求的响应都是不成功或不可用时，代理服务器2发送一个480响应给代理服务器1，在480响应的History-Info头域中增加第3步中尝试的各个用户代理的信息以及失败原因等；以图2为例，用户代理2、用户代理3、用户代理4对INVITE请求的响应都是不成功或不可用，此时，代理服务器2发送一个480响应给代理服务器1，在480响应的History-Info头域中增加信息如下：
<sip:User2UA2.example.com？Reason＝SIP；\
cause＝408；text＝″RequestTimeout″>；index＝1.1.1，
<sip:User3UA3.example.com？Reason＝SIP；\
cause＝487；text＝″Request Terminated″>；index＝1.1.2，
<sip:User4UA4.example.com？Reason＝SIP；\
cause＝603；text＝″Decline″>；index＝1.1.3；
digest＝c3fcd3d76192e4007dfb496cca67e13b
步骤5，当代理服务器1接收到这个480响应时，代理服务器1检测到INVITE的另一个路由途径——用户代理5，于是代理服务器1把这个INVITE请求转发给用户代理5。在该INVITE请求的History-Info头域中增加用户代理5的信息；以图2为例，代理服务器1把这个INVITE请求转发给用户代理5，在转发到用户代理5的INVITE请求的History-Info头域中增加信息如下：
<sip:User2UA2.example.com？Reason＝SIP；cause＝408；\
text＝″RequestTimeout″>；index＝1.1.1，
<sip:User3UA3.example.com？Reason＝SIP；cause＝487；\
text＝″Request Terminated″>；index＝1.1.2，
<sip:User4UA4.example.com？Reason＝SIP；cause＝603；\
text＝″Decline″>；index＝1.1.3
<sip:User5UA5.example.com>；index＝1.2；
digest＝d174ab98d277d9f5a5611c2c9f419d9f
步骤6.用户代理5发送200 OK响应给代理服务器1，代理服务器1把这个200 OK响应转发给用户代理1，用户代理1向用户代理5发送ACK响应，在用户代理1和用户代理5之间建立这个呼叫会话。
由此可见，扩展参数digest携带的摘要信息随着History-Info头域内容不同而不同，通过摘要信息可以方便、准确、快捷的判断该History-Info头域是否可信。通过为SIP消息的请求历史信息计算摘要的方式，可以有效的规避请求历史信息被伪造、篡改、删除和重新排列等问题，而且可以摆脱对TLS这类安全网络的依赖，使该功能可以在普通的IP网络中被应用。
图3给出的实施例主要描述根据本发明方法，SIP会话经过重定向服务器和代理服务器时对请求历史信息的处理过程。具体的处理过程如图3所示：
1.用户A发起一个到用户B的INVITE请求，该请求首先被发送到重定向服务器。在该请求中包含了请求历史记录，并为该请求历史记录计算了一个摘要。
History-Info:<sip:bobbiloxi.example.com>；index＝1；\
digest＝6c652063616c6c7320746f2062652072
2.重定向服务器返回302响应，该响应的Contact头域中包含了用户B当前的SIP地址。在该响应中会包含INVITE请求中所携带的History-Info头域。
History-Info:<sip:bobbiloxi.example.com>；index＝1；\
digest＝6c652063616c6c7320746f2062652072
3.用户A生成一个ACK请求发送给重定向服务器，结束重定向的过程。
4.用户A使用用户B当前的SIP地址生成一个新的INVITE请求，并把该请求发送到代理服务器。代理服务器接收到INVITE请求后，从History-Info头域中提取digest参数所携带的摘要，重新计算原History-Info头域中的请求历史记录的摘要，并把新计算出的摘要和携带过来的摘要进行比较。比较合格后，在这个INVITE请求的History-Info头域中，增加了代理服务器的信息条目，并为该请求历史记录计算了一个新的摘要放入digest参数中。
History-Info:<sip:bobbiloxi.example.com？Reason＝SIP；cause＝302>\
text＝″Moved Temporarily″>；index＝1，
<sip:bobchicago.example.com>；index＝2；\
digest＝43b8fcb8c4d2bbb8f6c7ebc7f3b5c455
5. 代理服务器把该INVITE请求转发给用户B。用户B接收到INVITE请求后，从History-Info头域中提取digest参数所携带的摘要，重新计算原History-Info头域中的请求历史记录的摘要，并把新计算出的摘要和携带过来的摘要进行比较。比较合格后，在该INVITE请求中，增加了用户B的信息条目，并为该请求历史记录计算了一个新的摘要放入digest参数中。
History-Info:<sip:bobbiloxi.example.com？Reason＝SIP；cause＝302>\
text＝″Moved Temporarily″>；index＝1，
<sip:bobchicago.example.com>；index＝2，
<sip:bobclient.chicago.example.com>；index＝2.1；\
digest＝c4bfb1eab5d8d6b7a1a3d5e2b8f6caf5
图4给出的实施例主要描述根据本发明方法，SIP串行分岔会话中对请求历史信息的处理过程，具体的处理过程如图4所示：
1.位于用户代理1的用户A发起一个到用户B的INVITE请求。该请求首先被发送到代理服务器1。
2.代理服务器1接收到INVITE请求后，把用户A和代理服务器1的信息条目加入到History-Info头域中，并为该请求历史记录计算了一个摘要放入digest参数中。然后把该请求转发给用户B的其中一个用户代理(用户代理2)。
History-Info:<sip:UserAexample.com>；index＝1，
<sip:UserAims.example.com>；index＝1.1；\
digest＝accbfccce1b9a9d2bbb8f6cfecd3a6bb
3.转发INVITE请求后，代理服务器1为该INVITE请求产生一个100响应发送给用户代理1。
4.用户代理2接收到INVITE请求后产生一个302响应给代理服务器1，告知用户B当前的SIP地址。
5.代理服务器1接收到302响应后，使用用户B当前的SIP地址，把该INVITE请求转发给用户B的用户代理(用户代理3)。在该INVITE请求的History-Info头域中，增加了用户代理3的信息条目，删除原摘要，并为该请求历史信息重新计算一个新的摘要。
History-Info:<sip:UserAexample.com>；index＝1，
<sip:UserAims.example.com？Reason＝SIP；\
cause＝302；text＝″Moved Temporarily″>；index＝1.1，
<sip:UserBexample.com>；index＝1.2；\
digest＝205468652072756c657320666f722064
6.用户代理3接收到INVITE请求后，为该INVITE请求产生一个180响应。
7.代理服务器1接收到用户代理3产生的180响应后，把该180响应转发给用户代理1。
8.假设用户代理3不可用，重发请求发送多次后超时，代理服务器1继续把INVITE请求转发给用户B的另一个用户代理(用户代理4)。在该INVITE请求的History-Info头域中，增加了用户代理4的信息条目，删除原摘要，并为该请求历史信息重新计算一个新的摘要。
History-Info:<sip:UserAexample.com>；index＝1，
<sip:UserAims.example.com？Reason＝SIP；\
cause＝302；text＝″Moved Temporarily″>；index＝1.1，
<sip:UserBexample.com？Reason＝SIP；cause＝480；\
text＝″Temporarily Unavailable″>；index＝1.2，
<sip:UserCexample.com>；index＝1.3；\
digest＝d5d5b9e6b6a8c2b7d3c9b5bdccd8b6a8
9.用户代理4忙，为该INVITE请求产生一个486响应。
10.代理服务器1接收到用户代理4的486响应后，产生一个ACK请求给用户代理4。
11.代理服务器1把用户代理4的486响应转发给用户代理1。在该486响应中，包含了INVITE请求中的History-Info头域。
History-Info:<sip:UserAexample.com>；index＝1，
<sip:UserAims.example.com？Reason＝SIP；\
cause＝302；text＝″Moved Temporarily″>；index＝1.1，
<sip:UserBexample.com？Reason＝SIP；cause＝480；\
text＝″Temporarily Unavailable″>；index＝1.2，
<sip:UserCexample.com>；index＝1.3；\
digest＝d5d5b9e6b6a8c2b7d3c9b5bdccd8b6a8
12. 用户代理1接收到486响应后，产生一个ACK请求，结束该INVITE请求流程。
上述实施例中，是以各digest参数所携带的摘要信息可信为基础描述的。如果各digest参数所携带的摘要信息不可信，SIP代理服务器直接丢弃该SIP消息，不再继续处理。SIP代理服务器接收到此类不可信消息时，可以产生错误日志并生成告警信息，具体错误处理流程不在本专利中描述。
Claims (1)
1.一种在VoIP网络中传输SIP请求历史信息的方法，其特征在于：其具体步骤为：
步骤1，为History-Info头域定义扩展参数digest；
步骤2，当一个SIP应用收到SIP请求时，把请求历史信息加入History-Info头域后，用摘要算法计算出History-Info头域包含的全部内容的摘要信息，然后在History-Info头域中增加digest参数，把所述摘要信息放入到digest参数中；转发该SIP请求到下一跳的SIP应用；
步骤3，下一跳的SIP应用接收到转发来的SIP请求时，首先从History-Info头域中提取出digest参数携带的摘要信息，然后从History-Info头域中删除digest参数，然后用与步骤2相同的摘要算法重新计算一遍当前History-Info头域包含的全部内容的摘要信息，把重新计算出的摘要信息和digest参数携带的摘要信息进行比较，如果比较结果一致，则认为该History-Info头域是可信的，此时当前SIP应用把自己的信息加入到History-Info头域，之后，用摘要算法计算出新的History-Info头域包含的全部内容的新摘要信息，然后在新的History-Info头域中增加digest参数，把所述新摘要信息放入到digest参数中；转发当前SIP请求到下一跳的SIP应用；如果比较结果不一致，则认为该History-Info头域是不可信的，转发当前SIP请求到下一跳的SIP应用前删除不可信的History-Info头域，或者请求上一跳的SIP应用重新发起请求而不进行转发。
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| CN101547222A (zh) | 2009-09-30 |
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Legal Events
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
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