JP2003158518A - メッセージにデジタル署名をする方法 - Google Patents

メッセージにデジタル署名をする方法

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JP2003158518A JP2002229915A JP2002229915A JP2003158518A JP 2003158518 A JP2003158518 A JP 2003158518A JP 2002229915 A JP2002229915 A JP 2002229915A JP 2002229915 A JP2002229915 A JP 2002229915A JP 2003158518 A JP2003158518 A JP 2003158518A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 メッセージにデジタル署名をする方法および
これに適した装置を、容易に具体化でき、かつ立地に依
存せず低コストで実現すること。 【解決手段】 署名されるメッセージを送信装置から受
信装置へ送信し、受信装置はメッセージを署名機器であ
る移動無線電話に伝達し、移動無線電話はユーザの命令
に基づいて公開鍵方式の秘密鍵により署名し、メッセー
ジの内容を確認して署名されたメッセージとして受信装
置に返送し、さらに受信者に伝達する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、メッセージにデジタル署名をす
る方法、並びにこの方法を実行するために必要な装置に
関する。
【０００２】デジタル署名、つまり電子的なサインは通
常、いわゆるパブリック鍵方式を用いて具体化される。
このとき署名者には鍵ペアが割り当てられ、この鍵ペア
には秘密鍵と公開鍵とが包含されている。秘密鍵では数
学的方法で署名を作成するのに対し、これに帰属する公
開鍵ではこの署名をチェックすることができる。秘密鍵
は署名者の管理下にのみ置かれているので、署名者の名
前でサインをすることは他の誰にもできない。それに対
して公開鍵は公表することができるので、誰でも署名を
チェックすることができる。通例、秘密鍵はパスワード
（ＰＩＮ）で保護されているので、署名を実行するに
は、キーワードを知っていることと秘密鍵を所持してい
ることが必要である。
【０００３】デジタル署名はコンピュータ、たとえばＰ
Ｃで、ソフトウェアプログラムを利用して作成すること
ができる。このとき通常は帰属の秘密鍵がハードディス
クまたはディスケットに記憶され、署名を作成するため
に主記憶装置にロードされる。多くの場合、秘密鍵その
ものはやはり暗号化された形で記憶され、キーワードで
保護されており、所有者は署名をするときにソフトウェ
アを介してこのキーワードを指定しなくてはならない。
したがって、秘密鍵の所有者しか秘密鍵を署名に使用で
きないことが保証される。追加的なハードウェアは必要
とされないので、上記の方法は低コストである。欠点と
して判明しているのは、ユーザは署名ソフトウェアの完
全性を信頼せざるを得ないが、一般に署名ソフトウェア
は充分に安全だとみなされていないことである。
【０００４】コンピュータでデジタル署名を作成するた
めの別の代替案として、ハードウェアをベースとした方
法が用いられている。この方法は署名をするために特殊
化された機器を使用し、この機器では表示コンポーネン
トとキーボードがハードウェアによって署名コンポーネ
ントと接続されていて、この接続にはいかなる影響も及
ぼすことができないようになっている。こうした機器は
通例、導電結合を介して、たとえばシリアルインターフ
ェースヘのケーブルを介してコンピュータと接続されて
いる。こうした機器は、署名されるべきメッセージを表
示する独自の表示コンポーネントを装備しているととも
に、独自のキーボード、いわゆるＰＩＮパッドを装備し
ており、このキーボードを介して鍵を開けるためのキー
ワードを入力する。通常、秘密鍵は署名機器に記憶され
るのではなく、この機器に差し込むことのできるチップ
カードに記憶されている。本来の署名はチップカードで
作成することができ（独自の暗号プロセッサを備えたチ
ップカードの場合）、あるいは機器で作成することがで
きる。このようなハードウェアをベースとする方式は、
表示コンポーネント、キーボード、読取り機器、および
チップカードで構成されるひとまとまりの署名システム
である。
【０００５】ソフトウェアをベースとした方法と異な
り、ハードウェアをベースとする方法は著しく安全性が
高いものの、コストは上昇する。そのため、現在ではい
わゆる混合方式が採用されている。この方式では秘密鍵
がチップカードに記憶されていて、読取り機器によって
利用可能になるという場合が多い。表示、キーワードの
入力、署名の作成といった他の作業は全面的または部分
的にコンピュータで行われる。このとき、署名機器すな
わち読取り機とチップカードを秘密鍵の純粋な記憶媒体
として使用し、それに対して表示、キーワードの入力、
および署名の作成は完全にコンピュータで生成すること
が意図されていてもよい。
【０００６】代替的に、表示とキーワードの入力はコン
ピュータで行わせ、署名機器は秘密鍵の記憶に加えて署
名の作成にも用いることを意図してもよい。そして最後
には、表示だけをコンピュータで行うという変化形も存
在する。この変化形では署名機器は独自のキーボードを
装備しているか、もしくはコンピュータソフトウェアを
迂回してコンピュータのキーボードと直接つながれてい
る。署名は署名機器で作成される。このときコンピュー
タソフトウェアが引き受けるジョブの量が増えて署名機
器の果たすジョブが減るにつれて、この方法のコストは
いっそう低くなる。ＷＯ９６／３２７００号は、移動無
線電話で生成されたメッセージにデジタル署名して転送
する方法を開示している。ＥＰ０６８９３１６Ａ２号
は、コミュニケーションネットワークの中でデータを同
定・検証するための方法と装置を開示している。
【０００７】しかしながら上述した実施形態にはいずれ
も原理的に、厳密にユーザが署名をしたいデータそのも
のが署名されなければならないという問題がある。つま
り表示コンポーネント、たとえばディスプレイから、署
名コンポーネント、たとえば暗号プロセッサヘの伝送中
にたとえばウイルスがデータを変えてしまうという事態
があってはならない。さらに、署名を開始するための暗
証番号（たとえばＰＩＮ）が他のプログラムによってキ
ーボードから一緒に読み出すことができず、第三者に知
られないことが保証されなくてはならない。
【０００８】しかも、デジタル署名をできるだけ高密度
で利用するという可能性は、署名機器の普及が比較的進
んでいないことによって制限されている。そのためデジ
タル署名の潜在的な利用分野、たとえばインターネット
バンキングなどでは、署名機器を普及させるためにコス
トのかかるインフラストラクチャーを構築しなくてはな
らない。また、コンビュータヘの署名機器のインストー
ルもここで問題となる。一方では署名機器は物理的にコ
ンピュータと接続されていなくてはならず、このとき、
ＰＣのシリアルインターフェースはすでにふさがってい
る場合が多い。署名機器をコンピュータに接続するため
の代替的な方法にも同様に問題がある。そのためには少
なくともソフトウェアドライバのインストールや、追加
的なハードウェアのインストールが必要となる場合が少
なくないからである。しかも、すべての署名機器にしば
しば専用のソフトウェアコンポーネントをインストール
しなくてはならない。こうしたソフトウェアコンポーネ
ントは、署名機器とコミュニケーションをとることをア
プリケーションプログラムに可能にするものである。
【０００９】デジタル署名をする従来の方法のさらに別
の問題は、その方法が立地に依存しているという点にあ
る。デジタル署名を用いるための特定の利用分野、たと
えばインターネットバンキングなどは、どこからでもア
クセス可能な公共のインターネット端末のおかげで立地
に依存していない。こうしたインターネットバンキング
の利用と、立地に依存した公知のデジタル署名をする方
法とを組み合わせると、利用分野の立地へのこうした非
依存性が失われてしまう。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の技
術的課題は、容易に具体化できて立地に依存しない低コ
ストなメッセージにデジタル署名をする方法、およびこ
れに適した装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この技術的課題は、主請
求項に記載の構成要件によって解決される。すなわち本
発明は、受信装置に伝送されるべきメッセージに署名機
器を利用してデジタル署名をする方法であって、署名さ
れるべきメッセージが送信装置から受信装置へ伝送さ
れ、このメッセージは引き続いて受信装置から電話網を
介して、特に移動無線電話網を介して送信装置に割り当
てられている署名機器に伝送され、次いでこのメッセー
ジは署名機器で署名されてから受信装置に署名されたメ
ッセージとして返送される方法を意図している。本発明
の格別に有利な実施形態では、署名機器が移動無線電話
であり、電話網が移動無線電話網である。
【００１２】本発明との関連ではメッセージのデジタル
署名という言葉は、発信する意志とメッセージの内容を
電子的な方法で承認するプロセスを指している。このこ
とは、署名されるべきメッセージの部分的または全面的
な符号化によって行われ、もしくは数学的な方法を利用
しながら秘密鍵でこのメッセージの暗号化されたチェッ
クサムを署名されたメッセージに符号化することで行わ
れる。本発明との関連では署名されたメッセージという
言葉は、全体としての署名されたメッセージか、署名そ
のものかのいずれかを指している。署名をすることは、
後で利用者の認証を行えるようにする役目を果たす。つ
まり本発明との関連では、署名されたメッセージという
言葉は、単にメッセージの電子的に生成された署名であ
るとも解される。本発明との関連ではメッセージという
言葉は、電子的な形で再現可能なあらゆる種類の情報を
指しており、たとえば数字、文字、数字の組合せ、文字
の組合せ、グラフィック、表などを指している。本発明
との関連では署名機器という言葉はメッセージの署名を
行うことができるひとつのユニットを指しており、すな
わち秘密鍵、数学的な符号化方法、署名者または利用者
とのダイアログの可能性、場合により必要となるインタ
ーフェース、および送信装置と受信装置を備えているも
のを指す。このようなユニットは種々の要素で構成され
ていてよく、たとえばチップカードと読取り機、あるい
はチップカードと移動無線電話などによって構成されて
いてよい。署名装置とは、本発明との関連では署名機器
のひとつのコンポーネントであって、秘密鍵および／ま
たは符号化方法および／またはこれらのコンポーネント
の両方または一方へのインターフェースを有しているも
のである。
【００１３】本発明によれば、有利な構成では移動無線
電話として施工されている署名機器に署名されるべきメ
ッセージを伝送するための無線電話網が格別に有利に使
用されるので、相応のメッセージサーバヘの接続を備え
ている市販のコンピュータからたとえば電子メールによ
ってメッセージを署名機器に伝送することが可能であ
り、コンピュータそのものにはインストールやその他の
変更を行う必要がない。
【００１４】格別に有利な実施形態では、本発明は上述
の種類の方法であって、署名されるべきメッセージがメ
ッセージソースとも呼ばれる送信装置、たとえばＰＣか
ら、受信装置、たとえばメッセージサーバに伝送され、
次いでこのメッセージは受信装置から、送信装置に帰属
している署名機器、特に移動無線電話に伝送され、次い
でこのメッセージが移動無線電話で署名されてから署名
として、つまり署名されたメッセージとして受信装置に
返送される方法を意図している。
【００１５】すなわち本発明は、メッセージソースから
未署名ないし署名されるべきメッセージを受信装置に、
たとえばメッセージサーバに伝送することを意図してい
る。すると受信装置は署名されるべきメッセージの署名
機器への割当て、特に移動電話への割当てを行う。この
ことは、受信装置に格納されているドキュメンテーショ
ンによって行うか、または署名されるべきメッセージと
一緒に送信装置から受信装置へ伝送された情報によって
行う。つまりメッセージソースに署名機器、有利には移
動無線電話を割り当てることは空間的な割当てである必
要はなく、純粋に情報上の割当てであってよい。したが
ってこの割当ての要諦は、受信された署名されるべきメ
ッセージにどの署名機器が、つまりどの利用者が署名す
るべきかを判断することにある。本発明の有利な実施形
態で用いられる移動無線電話は、有利には署名されるべ
きメッセージを表示し、利用者の指示に応じて、かつ使
用すると有利なチップカードの補助を受けてこれに署名
することができる。このようにして署名されたメッセー
ジは受信装置に送られて、ここで場合により当初のメッ
セージと比較されて認証される。そして受信装置から、
署名されて場合により認証されたメッセージが受取人に
転送される。
【００１６】本発明は上述した方法であって、有利には
署名をするためにパブリック鍵方式を採用することが意
図されている方法も対象としており、この方式では送信
装置がこれに帰属している秘密鍵を利用するとともに、
受信装置は秘密鍵に割り当てられている相応の公開鍵を
利用する。このやり方は鍵を伝送しなくてもすむという
利点を提供してくれる。
【００１７】さらに別の有利な構成では、本発明は上述
した方法であって、署名されるべきメッセージまたはす
でに署名されたメッセージ、つまりたとえば受信装置と
特に移動無線電話である署名機器との間の署名がショー
トメッセージサービス（ＳＭＳ）によって伝送される方
法も対象としている。格別に有利な実施形態では、受信
装置から移動無線電話への署名されるべきメッセージの
伝送と、移動無線電話から受信装置への署名されたメッ
セージないし署名の伝送が、いずれもＳＭＳによって行
われることが意図されていてよい。
【００１８】本発明はさらに別の実施形態では、署名さ
れるべきメッセージを、移動無線電話に設けられている
表示装置によって表示することを意図している。このこ
とは市販の移動無線電話のディスプレイ上で行うことが
できる。このようにして簡単な文章、たとえば銀行のト
ランザクションや、あるいは簡単なグラフィックなども
容易に表示させることが可能である。
【００１９】場合により行われるこうした表示に引き続
いて、ユーザはそのために設けられているダイアログで
署名を開始するための相応の指示を与える。格別に有利
な実施形態では、本発明は上述した種類の方法であっ
て、署名するのに必要な秘密鍵が移動無線電話のチップ
カードにファイルされており、この鍵は移動無線電話の
キーボードで入力可能な暗証番号（以下においてはＰＩ
Ｎという）によってリリースされる方法を意図してい
る。有利なことに、移動無線電話に通常の相応のプログ
ラミングをすることで、入力されたＰＩＮがチップカー
ドにしか伝送されず、外部から盗聴できないことを保証
することができる。
【００２０】上述した本発明による方法のさらに別の代
替的な構成では、署名をするのに必要な秘密鍵が移動無
線電話のキーボードで入力されることが意図されてい
る。
【００２１】本発明のさらに別の有利な実施形態では、
上述した方法のうちの１つで秘密鍵が移動無線電話のチ
ップカードに記憶されているだけでなく、そこでメッセ
ージの署名も行うことが意図されている。それによって
有利なことに、秘密鍵がチップカードから離れることが
決してなく、したがって無資格者には秘密鍵が利用でき
ないことを保証することができる。
【００２２】本発明のさらに別の有利な構成では、移動
無線電話をメッセージの署名に利用するだけでなく、署
名されたメッセージを受信装置に伝送する送信機として
も追加的に利用することが意図されている。
【００２３】さらに本発明は上述したそれぞれの方法を
実施するための装置、特に移動無線電話やチップカード
も対象としている。
【００２４】本発明の格別に有利な実施形態では、キー
ボードと、表示装置と、移動無線電話に差込可能なチッ
プカードの読込みおよび／または書込みをするためのチ
ップカード装置とを包含している移動無線電話が設けら
れており、このとき、追加的に署名装置が設けられてい
て、この署名装置はたとえば本発明のチップカードとの
コミュニケーションに適しており、かつ／または署名さ
れるべきメッセージから署名されたメッセージを作成す
るのに適している。有利にはこの署名装置は、秘密鍵ま
たは暗証番号を入力するためのキーボードと接続されて
いる。
【００２５】上述した移動無線電話の格別に有利な構成
としては、署名装置が、移動無線電話の従来のソフトウ
ェアコンポーネントに比べて改変されたソフトウェアコ
ンポーネントであることが意図されている。この改変さ
れたソフトウェアコンポーネントは、本発明の有利な構
成では、利用者とのダイアログの後でメッセージの署名
を実行するのに適している。さらに別の実施形態では、
本発明で設けられている署名機器の改変されたソフトウ
ェアコンポーネントは有利には、本発明による署名を実
行するために本発明のチップカードとコミュニケーショ
ンをとることができる。本発明の格別に有利な構成で
は、署名機器の署名装置が追加的に、移動無線電話の表
示パネルに署名されるべきメッセージを表示するのを可
能にするアルゴリズムを実行できることが意図されてい
る。
【００２６】つまり本発明は格別に有利なことに、従来
のやり方で使用されているソフトウェアコンポーネント
に比べてソフトウェアコンポーネントが改良されている
だけのシステムを提供する。ハードウェアの改変は必要
ではない。
【００２７】本発明のさらに別の構成では、本発明は移
動無線電話用のチップカード、特に上述した移動無線電
話用のチップカードも対象としており、このとき、チッ
プカードは署名装置を包含しており、この署名装置は利
用者の秘密鍵を記憶することができる。有利には、チッ
プカードの署名装置はこれを越えてさらに、移動無線電
話で受信されたメッセージ、つまり署名されるべきメッ
セージから署名されたメッセージを作成することができ
る。すなわち本発明との関連では、本発明のチップカー
ドの署名装置とは、利用者の秘密鍵を記憶するとともに
有利な構成では署名も実行する装置であると解される。
しかしながら署名の実行はチップカードで直接行う必要
はなく、移動無線電話のソフトウェアコンポーネントお
よび／またはハードウェアコンポーネントによって行っ
てもよい。
【００２８】
【発明の実施の形態】本発明のその他の有利な構成は従
属請求項から明らかである。
【００２９】図面とこれに属する実施例を参照しなが
ら、本発明を詳しく説明する。
【００３０】図１には、テキストエディタやホームバン
キング・プログラムを備えたＰＣとして施工されていて
よい送信装置１と、署名されるべきメッセージ３と、メ
ッセージサーバとして施工されている受信装置５と、移
動無線電話７と、署名されたメッセージ９と、受取人１
１とが示されている。
【００３１】送信装置１に包含されているホームバンキ
ング・プログラムにより、署名されるべきメッセージ３
がたとえば電子メールで受信装置５に送られる。受信装
置５は受信した署名されるべきメッセージ３を、特に移
動電話網を利用して、有利な構成ではＳＭＳを利用し
て、移動無線電話７に送ることのできるメッセージに変
換する。受信装置５は、たとえば受信装置５に格納され
ている情報を利用して、署名されるべきメッセージ３を
移動無線電話７に割り当てる。送信装置１から署名され
るべきメッセージ３と一緒に伝送された情報を利用して
割当てが行われることを意図してもよい。このような情
報とは、一般には移動無線電話番号である。
【００３２】移動無線電話７では、受信されたメッセー
ジ３が表示装置１３に表示される。この厳密な手順につ
いては図２の説明のところで詳しく説明する。署名され
るべきメッセージ３が表示装置１３に表示されると、署
名されるべきメッセージ３はユーザの指示に応じて署名
され、署名されたメッセージ９は受信装置５またはその
他の受信者に転送される。移動無線電話７から受信装置
５への署名されたメッセージ９の伝送は、同様にＳＭＳ
を利用して行われる。受信装置５は署名されたメッセー
ジ９を当初の署名されるべきメッセージ３と比較し、引
き続いてこれを受取人１１に伝送する。受取人１１への
伝送は任意の経路で行うことができる。
【００３３】図２は移動無線電話７を示している。移動
無線電話７は表示装置１３と、送信・受信装置１５と、
チップカード装置１７と、キーボード装置１９と、署名
装置２１とを包含している。
【００３４】受信装置５から送られた署名されるべきメ
ッセージ３は、移動無線電話７の送信・受信装置１５に
よって受信され、場合により前処理されたうえで署名装
置２１に転送される。署名装置２１は、署名手順を内部
で管理するために働く。署名装置２１には表示装置１３
を制御するソフトウェアコンポーネントが包含されてい
るので、署名されるべきメッセージ３を視覚化すること
ができる。さらに署名されるべきメッセージ３は署名装
置２１の内部で署名される。署名プロセスを実行できる
ようにするには、署名装置２１がチップカード装置１７
とコミュニケーションをとる必要がある。さらに、署名
装置２１がキーボード装置１９を介して秘密鍵を直接伝
送されるか、またはＰＩＮを伝送されることも必要であ
る。通常は秘密鍵よりも短い、つまり秘密鍵よりも少な
い桁数を包含しているＰＩＮがキーボード装置１９を介
してユーザによって入力されると、ＰＩＮはチップカー
ドの動作システムを利用して、署名プロセスのための扱
いにくい秘密鍵を実質的にリリースすることができる。
双方向に設計されている接続回線２３を介して署名装置
２１はチップカード２５とコミュニケーションをとるこ
とができる。チップカード装置１７は、署名装置２１の
命令またはコマンドが実行されるように、そして署名さ
れたメッセージ９が署名装置２１を介して送信・受信装
置１５へ転送されるように働く。すなわちチップカード
装置１７は、署名装置２１とチップカード２５の間のイ
ンターフェースである。
【００３５】図３は非常に簡略化した模式図として、本
発明によるチップカード２５を示している。このチップ
カードは主として接触パッド３１、ならびに記憶装置ユ
ニット２７と暗号モジュール２９とを包含している。記
憶装置ユニット２７には、署名されたメッセージ９を作
成するのに必要な秘密鍵がファイルされている。暗号モ
ジュール２９は、たとえばＲＳＡ方式を利用して署名さ
れるべきメッセージ３を符号化する役目を果たす。接触
パッド３１を介して記憶装置ユニット２７ないし暗号モ
ジュール２９はチップカード装置２７と接続してコミュ
ニケーションをとることができる。図を見やすくすると
いう理由から、チップカード２５の動作に必要なその他
の要素、たとえばコントローラなどは図３には図示され
ていない。
【図面の簡単な説明】
図面は次のとおりである。
【図１】本発明の方法の流れを示す図である。
【図２】本発明による移動無線電話の構造を模式的に示
した図である。
【図３】本発明によるチップカードの模式的な構成を示
す図である。
フロントページの続き (72)発明者 シュテファン・レーバー ドイツ連邦共和国、デー − 71088 ホ ルツゲルリンゲン、ウルメンシュトラーセ 20／１ (72)発明者 ハンス−ディーター・グロフマン ドイツ連邦共和国、デー − 72145 ヒ ルリンゲン、ビルケンシュトラーセ 14 Ｆターム(参考） 5J104 AA09 JA21 LA03 LA06 NA02 NA35 NA37 PA02 PA07

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 通信網を介して署名機器に伝送され、か
    つ署名されるメッセージをデジタル署名する方法であっ
    て、 署名されるメッセージを、送信装置特にＰＣからまず受
    信装置に送信し、続いて、 このメッセージを前記受信装置から、電話網、特に移動
    無線電話網を介して、前記送信装置に関連しかつ移動無
    線電話として設計されている署名機器へ伝達し、次に、 このメッセージを移動無線電話でユーザの命令に基づい
    て署名し、従ってまた、出力への意志及びメッセージの
    内容を確認し、 このメッセージを署名されたメッセージとして前記受信
    装置又は他の受信装置に返送し、次に、 受信者に更に伝達する方法。
  2. 【請求項２】 署名のために、パブリック鍵方式を用
    い、特に、前記受信装置に伝達され署名されたメッセー
    ジを、そこで、場合によっては、元のメッセージと比較
    し、真正であると証明することができるように、前記署
    名機器は該署名機器に関連する秘密鍵を有し、特に前記
    受信装置は前記秘密鍵に関連する対応のパブリック鍵を
    有してなるパブリック鍵方式を用いる、請求項１に記載
    の方法。
  3. 【請求項３】 メッセージを受信装置と移動無線電話の
    間でショートメッセージサービス（ＳＭＳ）によって伝
    送する、請求項１又は２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 メッセージの署名の前に移動無線電話に
    設けられた表示装置によって表示する、請求項１乃至３
    のいずれか１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 署名をするために必要な秘密鍵を移動無
    線電話のキーボード装置を介して入力する、請求項１乃
    至４のいずれか１に記載の方法。
  6. 【請求項６】 署名をするために必要な秘密鍵を移動無
    線電話のチップカードにファイルし、この秘密鍵を移動
    無線電話のキーボード装置を介して入力可能な暗証番号
    （ＰＩＮ）によって解除する、請求項１乃至５のいずれ
    か１に記載の方法。
  7. 【請求項７】 チップカードは署名されるメッセージの
    署名を実行する、請求項１乃至６のいずれか１に記載の
    方法。
  8. 【請求項８】 移動無線電話は署名されるメッセージの
    署名を実行し、秘密鍵はチップカードから読み出され
    る、請求項１乃至７のいずれか1に記載の方法。
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