CH660824A5 - Verfahren zur steuerung simultaner rundfunksendungen verschluesselter signale und rundfunkempfaenger. - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung simultaner Rundfunksendungen verschlüsselter digitaler Informations-Signale gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1 sowie einen Rundfunkempfänger zur Durchführung des Verfahrens gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6.
Solche Systeme zur Verschlüsselung und Entschlüsselung digitaler Informations-Signale werden neben anderen, vor allem auf dem Gebiet der Fernsehsendungen verwendet. Insbesondere Audio-Informationen und/oder Text-Informationen zur Darstellung auf einem Bildschirm können digitalisiert und verschlüsselt werden. Solche Signale können einen Teil einer Kabelanlage, eines gebührenpflichtigen Fernsehsystems oder ein direktes Rundfunksatelliten-Fernsehsystem sein.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, ein System zum Verschlüsseln digitaler Informations-Signale für das obengenannte Gebiet zu schaffen, das mit verschiedenen Ebenen von Verschlüsselungscodes ausgerichtet ist', um die Sicherheit der Rundfunkinformation sicherzustellen.
Erfindungsgemäss wird dies mit einem Verfahren gemäss den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruchs 1 erreicht. Ein Rundfunkempfänger zur Durchführung des Verfahrens ist im Patentanspruch 6 gekennzeichnet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschema eines Senders zur Verwendung im vorgeschlagenen Steuersystem,
Fig. 2 ein Blockschema eines Empfängers, und
Fig. 3 ein Diagramm einer typischen Nachrichtenstruktur für das beschriebene System.
Die vorliegende Erfindung lässt sich im Kabelfernsehen und Satelliten-Fernsehen wie auch in Systemen für zahlende Teilnehmer verwenden. Das spezifische Verschlüsselungs- und Entschlüsselungssystem ist vorerst anwendbar für die Tonpartie eines Video-Signals, weil das Tonsignal sehr einfach in digitale Form umgewandelt werden kann. Es ist aber auch anwendbar für jene Video-Signale, durch die ein alpha-numerischer Text übertragen wird, wie beispielsweise das Video-Textsystem, das heutzutage kommerziell durch Oak Industries, Incorporation ausgenützt wird oder für digitalisierte Daten wie Computer-Software-Spiele, Radioprogramme, Computerdaten usw., die über ein' solches Verbindungsnetz übertragen werden können. Signale dieser Art können auch auf einfache Weise in digitale Form gebracht werden und können dadurch mittels des nachfolgend beschriebenen Systems verschlüsselt und entschlüsselt werden.
Für die angesprochenen Rundfunksysteme ist es wichtig, die Geheimhaltung der Mitteilungen, wie sie üblicherweise für Rundfunksendung auf der Basis zahlender Teilnehmer der Fall ist, und es ist unablässig, dass die Geheimhaltung beibehalten wird, um nicht das Konzept eines Rundfunksystems für zahlende Teilnehmer zu zerstören. Zu diesem Zweck wurden verschiedene Vorschläge ausgearbeitet, um die Geheimhaltung der Teile der Signale zu gewährleisten, die in digitale Form umgewandelt werden können. Die vorliegende Erfindung bringt eine erste Ebene von Sicherheit beim Verschlüsseln der digitalen Informations-Signale, was als Dienstcode bezeichnet ist, der allen Teilnehmern zugänglich ist, die ein spezielles Rundfunkprogramm oder eine spezielle Art von Rundfunk empfangen können. Zum Beispiel kann der Dienstcode speziell für ein Programm sein, aber allgemeiner wird er für einen spezifischen Kanal verwendet werden, wenn das System für das Fernsehen verwendet wird. Um die Geheimhaltung sicherzustellen, muss der Dienstcode periodisch geändert werden. Um den Dienstcode zu ändern, ist es wichtig, mit jedem Teilnehmer eine Verbindung aufzunehmen und die Verbindung findet in einem Gruppencode statt, der für eine Gruppe von Teilnehmern gemeinsam ist, welche alle eine
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spezielle Art von Rundfunk empfangen sollen. Es kann eine grössere Anzahl Gruppen mit einem speziellen Übertragungssystem verbunden sein und ein individueller Teilnehmer kann zu mehr als einer Gruppe gehören. Um den Dienstcode für eine spezielle Art von Rundfunk zu ändern, wird vom Sender aus mit allen Teilnehmern mit demselben Gruppencode Verbindung aufgenommen und der Gruppencode wird verwendet, um den Dienstcode zu ändern. Als Alternative kann eine grosse Anzahl von Dienstcodes in jedem Decoder gespeichert werden und vom Sender aus wird ein spezieller Dienstcode ausgewählt, indem mit dem Teilnehmer mittels des Gruppencodes kommuniziert wird.
Von Zeit zu Zeit wünscht beispielsweise ein Teilnehmer eine Änderung seiner Programme und deshalb kann es notwendig werden, die Gruppen zu ändern, Gruppen umzustellen und Teilnehmer zu einer Gruppe zuzuführen oder aus einer Gruppe zu streichen. Auch dies kann mittels einer Verbindung mit dem Teilnehmer im Gruppencode durchgeführt werden. Der Gruppencode seinerseits kann geändert werden ünd Teilnehmer können zur Gruppe zugefügt oder aus einer Gruppe gestrichen werden oder es können durch Verbindung mit den Teilnehmern im Gruppencode neue Gruppen gebildet werden.
Zusätzlich zur Verbindung im Gruppencode ist es notwendig, Adressen zu haben, die einem individuellen Teilnehmer und einer speziellen Gruppe zugeordnet sind. Beispielsweise kann jeder Teilnehmer seine eigene individuelle Adresse haben, die für ihn einmalig ist. Diese Adresse wird im Decoder des Teilnehmers gespeichert. Dazu kann jeder Teilnehmer zu einer oder mehreren Gruppen zugehören, von denen jede eine spezifische Adresse hat, und diese Adressen werden temporär im Decoder des Teilnehmers gespeichert. Somit kann vom Sender aus mit dem Teilnehmer Verbindung aufgenommen werden, indem die Gruppenadresse oder die individuelle Adresse angerufen wird und indem mit dem aufgerufenen Teilnehmer im speziell dieser Gruppe zugeordneten Gruppencode konferiert wird.
Schliesslich wird zur Sicherung der Geheimhaltung jedem Teilnehmer ein Teilnehmercode zugeordnet, der damit teilnehmerspezifisch ist. Wenn vom Sender aus ein spezieller Teilnehmer aufgerufen werden soll, kann dies über den Teilnehmercode geschehen. Wenn beispielsweise der Verdacht entsteht,
dass eine oder mehrere Gruppen von Codes nachgebildet werden, und dass der einzige Weg zur Wiederherstellung der Gruppen der ist, dass mit jedem einzelnen Teilnehmer eine Verbindung hergestellt werden soll, kann dies mit dem Teilnehmercode geschehen, obwohl dies eine zeitaufwendige Angelegenheit ist, die mehrere Stunden dauern kann. In jedem Fall, wenn der Teilnehmercode als Hardware verdrahtet ist, kann vom Sender aus mit jedem einzelnen Teilnehmer mittels dieses speziellen Codes verkehrt werden, um Gruppencode zu ändern oder neue Gruppen zu bilden. Im allgemeinen Sinn braucht es keine logische Unterscheidbarkeit zwischen Gruppencode und Teilnehmercode oder Gruppenadressen und Teilnehmeradressen zu geben. Die Teilnehmeradressen/Teilnehmercode-Paare bilden einfach eine andere Teilnehmergruppe, auch wenn es sich nur um einen einzelnen Teilnehmer handeln würde.
Normalerweise bestehen zwei Nachrichtenkanäle zwischen dem Sender und einem Teilnehmer. Der Dienstkanal dient zur Übertragung der digitalen Informations-Signale und diese sind mittels des Dienstcodes verschlüsselt. Der andere Kanal ist der Steuerkanal, der benötigt wird, um den Dienstcode zu ändern, den Gruppencode zu ändern oder neu zu stellen usw. und dieser Kanal kann unabhängig vom Kanal, der die digitalen Informa-tions-Signale umfasst, sein, oder er kann in Lücken im Dienstkanal enthalten sein. Beispielsweise für eine Fernsehübertragung kann der Dienstkanal auf einem Audiofrequenzträger aufmoduliert sein und der Steuerkanal kann frequenzmoduliert sein. In einem anderen Kanal könnte der Steuerkanal als Daten in der Vertikal- oder Horizontalausblendintervallen des begleitenden Video-Signals angeordnet sein.
In Fig. 1 ist der Netzwerk-Steueranalysator mit 10 bezeichnet, und er wird normalerweise programmiert, dass er alle Funktionen des gesamten Steuersystems behandeln kann. Ein Dienstdatenentschlüssler 12 empfängt digitalisierte Dienstdaten am Dateneingang 14. Diese können digitalisierte Audio- oder Textinformationen sein, wie oben beschrieben wurde. Der geltende Dienstcode wird einem Codeeingang 16 aus einer Dienstcodequelle 18 zugeführt. Ein Codegenerator 20 dient zur konstanten Zuführung des Verschlüsselungscodes. Der Codegenerator 20 gibt Codeinformationen an die Dienstcodequelle 18 und ebenso an eine Netzwerk-Gruppenidentifikation und Gruppe-und Teilnehmercodedatabasis 20. Der Computer 10 gibt auch ein Signal an die Datenbasis 22, so dass Gruppenidentifikationen hinzugefügt, geändert oder ersetzt werden können.
Ein Ausgang aus der Datenbasis 22 ist zu einem Empfänger-gruppencodegeber 24 geführt, der ein Eingangssignal zum Codeeingang 26 des Steuerkanalverschlüsslers 28 abgibt. Der Dateneingang 30 des Verschlüsslers 28 erhält das Signal aus dem Selektor 32 der seinerseits ein Eingangssignal erhält aus der Dienstdatenquelle 18 und ein weiteres Eingangssignal aus einer Gruppencodequelle 34 für neue Gruppen. Somit bewirkt der Selektor entweder einen Wechsel des Dienstcodes oder einen Wechsel des Gruppencodes am Dateneingang des Steuerkanalverschlüsslers, so dass die Daten im geltenden Gruppencode für die Übertragung zum Kombinator 36 verschlüsselt werden. Der Kombinator 36 ist mit einem Modulator verbunden, der ein moduliertes Signal für das spezielle Übertragungsmedium z.B. Kabelfernsehen, Satellitenfernsehen oder Teletextsysteme abgibt.
Ein zusätzlicher Eingang am Kombinator 36 ist direkt mit dem Netzwerkcomputer 10 verbunden und dient zur Zuführung verschiedener Steuerinformationen, wie beispielsweise Fehlerkorrektur usw.
Zusätzlich zur verschlüsselten Codeinformation, die ein Teil einer Steuermitteilung ist, enthält jede Mitteilung, Identifikationsnummern oder spezielle Teilnehmer- oder Gruppenadressen. Diese Information wird durch die Datenbasis 22 dem Kombinator 36 über den Gruppenidentifikator 38 zugeführt, der verwendet ist, wenn eine Gruppenidentifikation geändert werden soll oder zu einer Empfängergruppenidentifikation 40, die dann verwendet wird, wenn eine spezielle Gruppe angesprochen werden soll.
Fig. 3 zeigt eine typische Steuermitteilung, die durch den Kombinator 36 als Steuerkanaldaten ausgesendet werden kann. In der oberen Mitteilung befinden sich im ersten Fall der Mitteilung Daten für verschiedene Befehle und Steuersignale für das Protokoll des spezifischen Systems. Das nächste Feld der Mitteilung ist die Empfängergruppenidentifikation oder die Adresse aller Teilnehmer in einer speziellen Gruppe, denen diese Mitteilung zukommen soll. Dies ist notwendig, um den Teilnehmer zu informieren, dass eine Nachricht auf dem Weg zu ihm ist. Angenommen, dass ein neuer Gruppencode aufzunehmen ist, befindet sich dieser im nächsten Feld der Mitteilung und diese Information ist im zurzeit geltenden Gruppencode verschlüsselt. Wenn eine neue Gruppenidentifikation oder -Adresse übertragen werden soll, weil die Gruppe geändert oder in einer Weise erneuert werden soll, dann wird diese Information auch übertragen, die jedoch nicht verschlüsselt sein muss. Schliesslich endet die Mitteilung mit unterschiedlichen Befehlsinformationen, wie Fehlerkorrektur usw.
Eine zweite Art von Mitteilungsstruktur ist in der unteren Partie von Fig. 3 dargestellt und unterscheidet sich in diesem Fall von der beschriebenen Mitteilung, dass ein neuer Dienstschlüssel allen Mitgliedern einer Gruppe mitgeteilt werden soll. Dieser spezifische Dienstcode ist im gültigen Gruppencode verschlüsselt.
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Ein typischer Empfänger ist in Fig. 2 dargestellt. Die verschlüsselten Dienstdaten werden auf dem Dienstkanal zugeführt und einem Dateneingang 42 eines Dienstdatenentschlüsslers 44 zugeleitet. Der Ausgang davon sind die entschlüsselten Dienstdaten.
Die Steuerkanaldaten werden einem Empfängerdatengerät 46 zugeführt, der sich im Feld der Empfängergruppenidentifikation befindet und über einen Selektionskreis 48 beaufschlagt wird. Die Daten gelangen durch das Gerät 46 und werden in einem Vergleicher 50 mit der Gruppenidentifikation, die im Sspeicher 52 gespeichert sind, verglichen. Angenommen, dass dieser spezielle Teilnehmer diese Mitteilung auf dem Steuerkanal empfangen soll, wird das Datengerät 46 freigegeben, das seinerseits den Speicher freigibt, um die benötigte Codeinformation dem Entschlüssler zuzuleiten.
Wenn eine neue Gruppenidentifikation übertragen werden soll, gibt das Empfängerdatengerät 46 diese Information, die mittels eines Gruppenidentifikationswahlkreises 54 abgetrennt wird, direkt an die Gruppenidentifikationspartie des Speichers, so dass die Gruppenidentifikation in der verlangten Weise geändert werden kann.
Die Befehlsinformation wird direkt durch einen Trennkreis 56 dem Empfängerdatengerät zugeleitet, um zu bewirken, dass das Gerät die Gruppenidentifikationsadresse oder eine Änderung in der Gruppenidentifikationsadresse gemäss der ankommenden Mitteilung verarbeiten kann. Somit wird die Gruppenidentifikation, die für einen speziellen Teilnehmer oder für eine spezielle Gruppe, zu der dieser Teilnehmer gehört, zugeordnet ist, wird im Speicher 52 gespeichert und kann periodisch geändert werden, wie sich der Bedarf des speziellen Teilnehmers ändert.
Die verschlüsselte Codepartie einer Steuerkanalmitteilung wird mittels eines Dienstcodedetectors 58 abgetrennt und wird direkt dem Dateneingang 60 des Steuerkanalentschlüsslers 62 zugeleitet. Der Codeeingang des Entschlüsslers 62 ist mit 64 bezeichnet und ist mit der Gruppencodepartie des Speichers verbunden. Somit, wenn das Datengerät 46 angeschaltet ist, wird der benötigte Code aus dem Speicher entnommen und am Codeeingang des Steuerkanalentschlüsslers 62 zugeführt. In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, dass der Speicher leistungslos für die Aufnahme der Gruppenidentifikation und des Gruppencodes für diesen Teilnehmer sein kann. Der permanente Code für einen speziellen Teilnehmer ist im Speicher permanent gespeichert und untersteht keiner Änderung.
Der Ausgang aus dem Steuerkanalentschlüssler 62, der eine Änderung des Dienstcodes oder eine Änderung des Gruppencodes bewirken kann, wird dem Speicher zugeführt und der Dienstcodegeber 68 ist mit dem Codeeingang 70 des Dienstdatenentschlüsslers 44 verbunden. Entsprechend wird eine Änderung des Dienstcodes dem Dienstcodeverschlüssler zugeführt, um die Information betreffend die Signale des Senders zu entschlüsseln. Eine Änderung im Gruppenschlüssel wird dem Speicher mitgeteilt, so dass die Gruppencode-Information hinzugefügt oder gelöscht oder geändert werden kann.
In einer typischen Rundfunksituation und unter der Annahme, dass die Audio-Signale, als ein Teil des Teilnehmerfernsehsystems, die fraglichen Informationssignale sind, werden solche
Audiosignale digitalisiert und mittels eines spezifischen Dienstcodes verschlüsselt und über das entsprechende Übertragungsnetz übertragen. Der Dienstcode ist bei jedem Teilnehmer vorhanden, dem es erlaubt ist, diese Sendung zu empfangen und kann periodisch geändert werden, wenn dies sendeseitig als notwendig erachtet wird, um das System sicher zu halten. Wenn eine Änderung im Dienstcode vorgesehen ist, wird diese Information über den Steuerkanal allen Teilnehmern zugestellt, die berechtigt sind, diese Sendung zu empfangen. Die Änderung des Dienstcodes ist im Gruppencode, der dieser Gruppe zugeteilt ist, verschlüsselt. Beispielsweise kann eine Gruppe aus Teilnehmern von Filmen für Erwachsene, Teilnehmer von Opern oder solchen für spezielle Sportprogramme zusammengesetzt sein. Die Gruppe kann auch als Teilnehmer in einem speziellen geo-grapahischen Gebiet zusammengesetzt sein. Die Anzahl und Arten von Gruppen sind praktisch unbeschränkt und normalerweise kann jeder Teilnehmer zu einer Anzahl von Gruppen gehören und hat demgemäss einen Gruppencode und eine Gruppenidentifikation, die mit jeder Gruppe verbunden ist.
Wenn ein spezieller Teilnehmer an eine neue Gruppe angeschlossen werden möchte, wird dieser Wunsch der Senderstation mitgeteilt und wenn nur ein einzelner Teilnehmer der Gruppe zugefügt werden soll, kann vom Sender aus die Gruppenidentifikation und der Gruppenschlüssel mittels des Teilnehmercodes übertragen werden. Andererseits, wenn ein wesentlicher Teil einer bestehenden Gruppe einer neuen Gruppe zugeteilt werden soll, können diese Teilnehmer vom Sender aus angerufen werden, um eine neue Gruppe mittels des gültigen Gruppencodes zu bilden, aber der entsprechenden Mitteilung geht eine individuelle Identifikation der entsprechenden Teilnehmer voran. Damit können neue Gruppen gebildet werden, Teilnehmer aus einer bestimmten Gruppe gestrichen werden usw., jeweils indem den Teilnehmern innerhalb der Gruppenidentifikation und mit dem Gruppencode eine Mitteilung zugestellt wird. Gruppencodes können geändert werden, ohne dass die Teilnehmer geändert werden, nur weil von Zeit zu Zeit vom Sender aus angenommen wird, dass der Gruppenschlüssel nachgebildet wurde.
Es kann senderseitig auch als notwendig erachtet werden, individuell mit allen Teilnehmern im System Verbindung aufzunehmen. Möglicherweise wird angenommen, dass in einigen Fällen das Gruppencodekonzept nachgebildet wurde, und es ist deshalb notwendig, den Gruppencode im gesamten System vollständig zu ändern. In diesem Fall kann vom Sender aus mittels des Teilnehmercodes jeder Teilnehmer angesprochen werden. Dies ist jedoch eine zeitaufwendige Angelegenheit, die beispielsweise mehrere Stunden dauern kann, und wird deshalb nur während der Nacht vorgenommen, wenn nur wenige Teilnehmer am Fernsehprogramm teilnehmen.
Das vorliegende System ergibt eine grosse Flexibilität für den Sender. Gestohlene Geräte oder Geräte in Gebäuden von nicht zahlenden Teilnehmern, können elektronisch detektiert werden oder unwirksam geschaltet werden. Die Teilnehmer können verschiedene Arten von Programmierungen wählen. Das System ist sicher, indem verschiedene Ebenen von Codes vorhanden sind, um Informationen und Mitteilungen zu Teilnehmern zu verschlüsseln.
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Claims (8)
- 660 8242PATENTANSPRÜCHE1. Verfahren zur Steuerung simultaner Rundfunksendungen verschlüsselter digitaler Informations-Signale an eine Anzahl Teilnehmer, von denen jeder einen permanenten Verschlüsselungscode besitzt, wobei die gesendeten Informations-Signale in einem Dienstverschlüsselungscode verschlüsselt sind und wobei ferner Mitteilungen an Gruppen von Teilnehmern mit gleichen Interessen am Empfang von Rundfunksignalen besonderer Art mittels eines Gruppenverschlüsselungscodes übertragen werden, gekennzeichnet durch a) gleichzeitiges Aussenden digitaler Informations-Signale mittels eines spezifischen Dienstcodes, derart, dass die digitalen Informations-Signale bei Teilnehmern, die einen Dienstcode haben, entschlüsselt werden, und b) Ändern des Dienstcodes bei den Teilnehmern durch gleichzeitige Mitteilung der Änderung von Dienstcode in dem Teilnehmercode an wenigstens einen Teil der Gruppe, wobei eine solche Mitteilung im Gruppenverschlüsselungscode erfolgt.
- 2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Änderung des Gruppenverschlüsselungscodes bei wenigstens einem Teil der Teilnehmer einer Gruppe durch Mitteilung einer solchen Änderung des Gruppenverschlüsselungscodes an die ausgewählten Teilnehmer der Gruppe erfolgt.
- 3. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Mitteilung an einen Teilnehmer in der Gruppe eine Adresse an bezeichnete Teilnehmer der Gruppe vorangeht.
- 4. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Änderung des Gruppenverschlüsselungscodes und/oder zur Bildung einer neuen Gruppe von Teilnehmern, jedem Teilnehmer einzeln und aufeinanderfolgend ein neuer Gruppenverschlüsselungscode mittels Mitteilung an jeden Teilnehmer der im Teilnehmer-Verzeichniscode enthalten ist, mitgeteilt wird.
- 5. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Änderung des Gruppenverschlüsselungscodes und/oder zur Bildung einer neuen Gruppe von Teilnehmern wenigstens Teilen jeder Gruppe von Teilnehmern ein neuer Gruppencode durch Mitteilung über den Gruppenverschlüsselungscode mitgeteilt wird.
- 6. Rundfunkempfänger zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch a) ein Dienstdatenentschlüsselungsgerät zur Verwendung eines Rundfunkdienstentschlüsselungscodes, um die empfangenen digitalen Informations-Signale zu entschlüsseln,b) einen Speicher zur Einspeicherung eines individuellen Teilnehmer-Entschlüsselungscodes und wenigstens eines veränderbaren Gruppen-Entschlüsselungscodes, und c) ein Steuerkanal-Entschlüsselungsgerät mit einem Steuerkanal-Eingang, der mit dem Speicher verbunden ist, und mit einem Dienstdatenentschlüsselungsgerät, wobei das Steuerkanal-Entschlüsselungsgerät mit dem Teilnehmer-Entschlüsselungscode oder mit einem Gruppen-Entschlüsselungscode arbeitet, um eine Steuermeldung zum Ändern des Dienstentschlüsselungscodes, oder eine Änderung des, oder die Formation eines Gruppenentschlüsselungscodes zu entschlüsseln.
- 7. Empfänger nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher wenigstens eine teilnehmerspezifische Adresse und auch eine Adresse seiner speziellen Gruppe oder seiner Gruppen enthält, und dass Vergleichsmittel vorhanden sind, zum Feststellen, wenn eine Steuerkanalmeldung die Adresse eines spezifischen Teilnehmers enthält.
- 8. Empfänger nach Patentanspruch 7, gekennzeichnet durch einen eingebauten Empfänger-Daten-Prozessor, der mit dem Speicher verbunden ist, um Adressen in diesen Speicher hinzuzufügen und/oder zu streichen und/oder zu ersetzen.
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