CN112256728B - 一种基于虚实融合的数据空间构建方法及标识解析方法 - Google Patents

一种基于虚实融合的数据空间构建方法及标识解析方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于虚实融合的数据空间构建方法及标识解析方法，包括根据待导入实体生成UUID；利用UUID在数据空间的索引表中进行匹配检索；在未检索到匹配条目时将UUID存入索引表；将实体的相关属性转换成实体描述文件存入数据空间，并与索引表中的UUID相关联；所述实体描述文件的生成方式为：若为虚拟实体，则编写虚拟实体描述文件，其描述元素包括虚拟实体的UUID和所有属性信息；若为物理实体，则编写物理实体描述文件，其描述元素包括所述物理实体的UUID、所有属性信息以及绑定字段；在绑定字段中***有需要绑定的实体的UUID，以建立关联。本发明通过实体之间的关联关系，以实现数据空间的准确、快速建立。

Description

一种基于虚实融合的数据空间构建方法及标识解析方法
技术领域
本发明属于数据存储管理及查询技术领域，具体地说，是涉及一种数据空间的构建方法及标识解析方法。
背景技术
当前，越来越多的企业通过构建数据空间来提高数据的综合分析与决策研判能力。为了构建企业数据空间，需要探索海量异构数据的捕捉、提炼，储存、融合和分析技术。
在传统的数据空间构建过程中，一般需要高度提纯的关联数据，但原始数据通常分布在多个不同的业务***中，并且往往采用不同的数据模型和不同的表示形式。由于缺乏统一的标识体系，这些业务***中的原始数据往往存在异构、分散等特点，因此，难以直接建立起准确的关联关系。
与互联网域名服务体系类似，工业互联网的标识解析体系通过给每一个对象赋予相应标识，实现信息的查询和共享。目前，标识解析体系主要针对产品、设备等物理实体进行标识解析。但是，在工业互联网环境中，同时存在着大量的模型、数据等虚拟实体。物理实体和虚拟实体都是企业数据空间的构成要素，通常也位于不同的业务***中，因此，在构建物理实体和虚拟实体之间的关联关系时，往往需要进行跨库、跨***甚至跨域的复杂查询检索，很难有统一的检索与呈现途径。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于虚实融合的数据空间构建方法，通过建立物理实体和虚拟实体的关联关系，以实现数据空间的准确、快速建立。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
在一个方面，本发明提出了一种基于虚实融合的数据空间构建方法，包括：将待导入数据空间的物理实体或虚拟实体进行唯一标注，生成识别码UUID；利用所述识别码UUID在数据空间的索引表中进行匹配检索；在未检索到匹配条目时，将所述物理实体或虚拟实体的识别码UUID存入数据空间的索引表，并向上级标识解析平台注册该条目的UUID，获得所述物理实体或虚拟实体的标识路径；将所述物理实体或虚拟实体的相关属性转换成实体描述文件，存入所述数据空间，并与索引表中的UUID相关联；其中，所述实体描述文件的生成方式为：若为虚拟实体，则编写虚拟实体描述文件，其描述元素包括所述虚拟实体的UUID和所有属性信息；若为物理实体，则编写物理实体描述文件，其描述元素包括所述物理实体的UUID、所有属性信息以及绑定字段；在所述绑定字段中***有需要绑定的物理实体或者虚拟实体的UUID，以建立关联。
在本申请的一些实施例中，当待导入数据空间的物理实体和虚拟实体是位于不同业务***的关系型数据时，首先，对所述物理实体进行唯一标注，生成物理实体的UUID，并利用所述物理实体的UUID在数据空间的索引表中进行匹配检索；在未检索到匹配条目时，将所述虚拟实体进行唯一标注，生成虚拟实体的UUID，并利用所述虚拟实体的UUID在数据空间的索引表中进行匹配检索；若检索到所述虚拟实体的匹配条目，则编写所述物理实体的描述文件，并在该描述文件的绑定字段中***所述虚拟实体的UUID，以建立关联；若未检索到所述虚拟实体的匹配条目，则分别编写所述物理实体和虚拟实体的描述文件，并在所述物理实体的描述文件的绑定字段中***所述虚拟实体的UUID，以建立关联。
在本申请的一些实施例中，在对所述物理实体或虚拟实体进行唯一标注的过程中，包括：提取物理实体或虚拟实体的特征属性值π1,π2,...,πN；计算实体特征向量
Figure BDA0002716022160000021
将实体特征向量
Figure BDA0002716022160000022
作为识别码UUID；其中，“+”为字符串连接运算，digest为信息摘要映射算法。
在本申请的一些实施例中，在所述索引表中优选记录有存储在所述数据空间中的所有实体的UUID及与之关联的指针，所述指针指向与该UUID相对应的实体描述文件在数据空间中的存储位置。
在另一方面，本发明还提出了一种基于数据空间的标识解析方法，所述数据空间的构建方法为：将待导入数据空间的物理实体或虚拟实体进行唯一标注，生成识别码UUID；利用所述识别码UUID在数据空间的索引表中进行匹配检索；在未检索到匹配条目时，将所述物理实体或虚拟实体的识别码UUID存入数据空间的索引表，并向上级标识解析平台注册该条目的UUID，获得所述物理实体或虚拟实体的标识路径；将所述物理实体或虚拟实体的相关属性转换成实体描述文件，存入所述数据空间，并与索引表中的UUID相关联；其中，所述实体描述文件的生成方式为：若为虚拟实体，则编写虚拟实体描述文件，其描述元素包括所述虚拟实体的UUID和所有属性信息；若为物理实体，则编写物理实体描述文件，其描述元素包括所述物理实体的UUID、所有属性信息以及绑定字段；在所述绑定字段中***有需要绑定的物理实体或者虚拟实体的UUID，以建立关联；所述标识解析方法包括：根据应用发送的标识解析请求，提取其中的UUID字段，在数据空间的索引表中进行匹配检索；根据检索结果，返回实体描述文件。
在本申请的一些实施例中，所述标识解析请求为符合标识解析平台规定格式的标识路径；所述标识解析平台在接收到应用发送的标识路径后，从所述标识路径中提取出其中的UUID字段，并根据所述UUID字段到数据空间的索引表中进行匹配检索；所述标识解析平台在接收到数据空间返回的实体描述文件后，按照标识解析平台规定的格式对实体描述文件中的属性信息进行解析封装，然后将封装好的属性信息和绑定字段返回应用，供用户查看。
在本申请的一些实施例中，在用户需要查询绑定字段中所关联的实体时，可以根据绑定字段中的UUID按照所述标识解析平台规定的格式拼装标识路径，并通过应用发送至标识解析平台，以获取关联实体的属性信息。
在本申请的一些实施例中，所述标识解析平台在对数据空间返回的实体描述文件中的属性信息进行解析封装的过程中，可以根据用户的查询权限，对实体描述文件中的部分属性信息进行隐藏或加密。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明可以从多个异构业务***中获取数据，通过标识解析建立物理实体与虚拟实体之间的“虚实融合”的关联关系，可有助于数据空间更加准确、快速地建立。借助标识解析平台可以给出一种基于嵌套描述方式的“虚拟融合”的统一实体呈现，有助于提升实体信息的查询效率。
结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1是本发明所提出的基于虚实融合的数据空间构建方法及标识解析方法的一种实施例的总体架构及流程图；
图2是实体描述文件生成方式的一种实施例的示意图；
图3是实体描述文件生成方式的另外一种实施例的示意图；
图4是物理实体与虚拟实体之间建立关联关系的一种实施例的示意图；
图5是以冰箱产品为例生成的物理实体与虚拟实体的描述文件及二者之间建立关联关系的示意图；
图6是通过标识解析平台返回的关于冰箱产品的经过封装后的全部信息的展示图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细地描述。
如图1所示，本实施例的企业标识解析体系包括业务***、数据空间、中间检索***和标识解析平台等主要组成部分。其中，业务***包括多个，用于存放并导入不同类型的实体。对于设备、产品等物理实体而言，可由一系列模组、部件等实体组成，而这些物理实体在设计过程中所需使用的几何设计模型、工业机理模型、运行数据模型等，则属于虚拟实体。这些物理实体和虚拟实体通常位于不同的业务***中，在将其存入企业的数据空间时，需要建立起物理实体与虚拟实体之间的关联关系，以便于用户在通过标识解析平台进行实体查询检索时，可以采用统一的检索途径，并获得统一的实体呈现。
业务***在将实体E(包括物理实体和虚拟实体)导入企业的数据空间时，为了避免产生重复、雷同的实体，本实施例设计业务***在将实体E导入企业的数据空间之间，首先提取该实体E的特征属性值π1,π2,...,πN，然后推送至中间检索***进行多维属性的联合查询，在确定企业的数据空间中没有该实体E时，再将该实体E存入数据空间。同时，对于标识解析平台在响应用户通过应用发送的标识解析请求时，中间检索***可以根据检索要素查找数据空间，并对检索到的匹配实体进行属性封装，针对不同权限的用户呈现不同的检索结果。
下面结合图1至图6，对企业标识解析体系中的数据空间构建方法以及标识解析方法进行详细说明。
(一)数据空间的构建
在需要将实体E(包括物理实体和虚拟实体)导入企业的数据空间时，首先针对待导入的实体E进行特征属性联合查询过程，具体如下：
S101、业务***从待导入的实体E中提取其特征属性值π1,π2,...,πN，并推送至中间检索***；
相比传统的数据空间构建方法，如果不进行特征属性的联合查询，而直接将业务***的实体数据导入企业的数据空间，则容易导致出现大量重复实体，从而难以准确地建立其实体之间的关联关系。因此，在提取实体E中的特征属性值时，应该包含能体现实体唯一性的主要属性或属性组合，例如实体的序列号、实体的名称、实体的生产日期等。
S102、中间检索***根据业务***提供的特征属性值π1,π2,...,πN进行唯一标注；
在本实施例中，中间检索***可以根据业务***提供的实体特征属性值π1,π2,...,πN，按照以下公式计算出实体E的特征向量
Figure BDA0002716022160000051
Figure BDA0002716022160000061
其中，“+”表示字符串连接运算，digest为信息摘要映射算法，可选择MD5、SHA-1等不同编码格式。当采用MD5编码格式时，实体的特征向量
Figure BDA0002716022160000062
为一个32位的十六进制字符串。
本实施例优选将实体的特征向量
Figure BDA0002716022160000063
作为唯一的识别码UUID(Universally UniqueIdentifier，通用唯一识别码)，用于对每一个实体E进行辨识。通过对每一个实体E赋予识别码UUID，可以使得每一个实体E都能有唯一的辨识信息，无需考虑实体标识的重复性问题。
S103、中间检索***根据实体E的特征向量
Figure BDA0002716022160000068
在企业数据空间的索引表中进行匹配检索；
本实施例在企业的数据空间中建立索引表，如图1所示，索引表中可以包括两个字段：一个为UUID，用于存储在数据空间中的每一个实体所对应的识别码UUID；另一个为指针，用于指向识别码UUID所对应的实体在数据空间中的存储位置。
S104、若检索到匹配条目，则返回实体描述文件中的UUID值，结束实体数据的导入过程；
本实施例中，若待导入的实体E的特征向量
Figure BDA0002716022160000064
在企业数据空间的索引表中存在与之匹配的条目，则认为数据空间中已经存在了该实体E的描述文件，无需再次导入。此时，可以将数据空间中相同实体的描述文件中记载的UUID值返回给业务***，结束实体数据的导入过程。
S105、若未检索到匹配条目，则将该实体E的特征向量
Figure BDA0002716022160000065
作为识别码UUID存入数据空间的索引表；
若待导入的实体E的特征向量
Figure BDA0002716022160000066
在企业数据空间的索引表中没有查询到与之匹配的条目，则认为数据空间中不存在该实体E的描述文件，可以将该实体E存入企业的数据空间。此时，可以首先将该实体E的特征向量
Figure BDA0002716022160000067
作为识别码UUID存入数据空间的索引表；然后，为该实体E的描述文件指定存储地址，进而生成指向该存储地址的指针，与该实体E的识别码UUID关联保存于所述索引表中。
S106、在生成实体E的识别码UUID后，向上级的标识解析平台注册该条目的UUID，注册完成后，得到该实体E的标识路径；
在OID标识解析体系中，注册的标识为“*.*.*.UUID”；在Handle标识解析体系中，注册的标识为“*.*.*/UUID”。
S107、将实体E的相关属性转换成实体描述文件；
图2和图3呈现了两种不同格式的实体描述文件，图2为XML格式的实体描述文件，图3为YAML格式的实体描述文件。根据实际需要，实体描述文件还可以采用JSON等其它格式呈现，本实施例并不仅限于以上举例。
本实施例的实体描述文件优选采用分层的模板与继承模式进行编写。抽象实体描述模板规定了所有物理实体描述文件与虚拟实体描述文件中的必要描述元素，例如：UUID、NAME(实体名称)、TYPE(实体类型)、DESC(实体说明)等。物理实体描述文件除了继承抽象实体描述模板的全部元素外，还增加了与虚拟实体绑定的BINDING(绑定)元素。物理实体描述文件与虚拟实体描述文件均可以根据实际需要进行进一步派生，从而包含更多公共和特有的属性信息。
在物理实体描述文件与虚拟实体描述文件中，UUID字段的值已经在步骤S105中生成，其余字段的值可以根据原有***中的实体属性依次附加填充完成。
S108、在实体描述文件中，建立不同实体之间的关联关系；
本实施例为了解决现有标识解析体系因实体的检索与呈现途径不统一而导致的实体查询复杂、检索效率低的问题，提出了一种基于嵌套描述方式的“虚拟融合”的统一实体呈现方式。
如图4所示，以业务***A中存放有物理实体E1，业务***B中存放有与该物理实体E1相关的工业机理模型(即，虚拟实体E2)为例进行说明。假设业务***A中的数据与业务***B中的数据为关系型数据，且业务***A中的数据通过其外键an与业务***B中的数据的主键b1关联。那么，可通过以下方法在数据空间中建立物理实体E1与虚拟实体E2的关联：
(1)业务***A向中间检索***提交物理实体E1的特征属性值π1,π2,...,πN；
(2)中间检索***根据物理实体E1的特征属性值π1,π2,...,πN生成物理实体E1的特征向量
Figure BDA0002716022160000081
(3)中间检索***根据特征向量
Figure BDA0002716022160000082
在数据空间的索引表中检索；若存在匹配条目，则向业务***A返回索引表中的UUID值，结束本次的实体导入过程；若无匹配条目，则根据特征向量
Figure BDA0002716022160000083
生成识别码UUID，存入数据空间的索引表，并按照步骤S107将物理实体E1的相关属性转换成物理实体描述文件，存入数据空间，然后执行后续过程；
(4)根据主外键关联，确定业务***B中的虚拟实体E2，并向中间检索***提交虚拟实体E2的特征属性值π'1,π'2,...,π'N；
(5)中间检索***根据虚拟实体E2的特征属性值π'1,π'2,...,π'N生成虚拟实体E2的特征向量
Figure BDA0002716022160000084
(6)中间检索***根据特征向量
Figure BDA0002716022160000085
在数据空间的索引表中检索；若存在匹配条目，则向业务***B返回索引表中的UUID值，且不向数据空间存入虚拟实体E2的描述文件；若无匹配条目，则根据虚拟实体E2的特征向量
Figure BDA0002716022160000086
生成识别码UUID，存入数据空间的索引表，并按照步骤S107将虚拟实体E2的相关属性转换成虚拟描述文件，存入数据空间，然后执行后续过程；
(7)在物理实体E1的描述文件中的绑定字段<binding>中***虚拟实体E2的UUID，建立关联。
由此，便完成了数据空间的构建过程。
(二)实体的标识解析
在“虚实融合”的关联建立后，针对某个实体E的标识解析请求，不仅可以呈现该实体E本身的信息，同时可呈现与该实体E关联的其它实体的信息。通常在OID和Handle的标识解析体系下，标识解析请求的格式分别为“*.*.*.UUID”和“*.*.*/UUID”。
结合如图1所示，实体的标识解析过程具体如下：
S109、用户通过应用发送需要检索的实体的标识解析请求；
在本实施例中，用户通过应用输入的标识解析请求应与上述步骤S106中在标识解析平台上注册的标识路径相一致。例如，在OID标识解析体系中，标识解析请求的格式应为“*.*.*.UUID”；在Handle标识解析体系中，标识解析请求的格式应为“*.*.*/UUID”。
S110、标识解析平台根据应用发送的标识解析请求，提取其中的UUID字段，发送至中间检索***，在数据空间的索引表中检索匹配条目；
S111、中间检索***根据检索结果，向标识解析平台返回实体描述文件；
在本实施例中，中间检索***在数据空间的索引表中检索到实体E的匹配条目后，根据该实体E的UUID所关联的指针获取实体E的描述文件在数据空间中的存储位置，进而调取实体E的描述文件返回给标识解析平台。
S112、标识解析平台按照规定的格式，对描述文件中记录的实体属性进行解析封装；
本实施例在标识解析平台上可以根据用户的查询权限，对实体描述文件中的一些属性进行隐藏或者加密，继而可以针对不同身份的检索用户反馈不同的检索结果。
S113、标识解析平台将封装好的实体属性返回应用，提供给用户；
若用户检索的实例E与其他实体存在关联，且用户需要进一步查询与该实例E关联的实体(可能是物理实体，也可能是虚拟实体)，则用户可以根据返回的实体描述中的绑定字段<binding>中的UUID再次拼装形成标识解析请求，并重复上述步骤S109～S113，直到所有关联属性全部检索完毕为止。
由此，便完成了实体的标识解析过程。
本实施例采用上述数据空间构建方法以及实体标识解析过程，不仅有助于数据空间更加快速、准确地建立，而且通过统一的检索与呈现途径，可以简化实体的查询步骤，提高检索效率。
举例：
下面以一款冰箱产品及其关联的集合模型、机理模型和数据模型为例，描述虚实融合的数据空间构建过程。
不失一般性，假设冰箱由箱体和箱门两个物理实体模型构成，冰箱压缩机所采用的变频算法由变频机理模型中的相关参数确定，冰箱运行数据存放在数据模型中。
1、特征属性联合查询
从产品的业务***中，选取冰箱E3的序列号、冰箱名称和出厂日期三个属性作为特征属性值，即集合：
{π1,π2,π3}＝{"SN0001","BCD462WDC","20200101"}
2、特征检索
根据特征属性值生成实体E3的特征向量
Figure BDA0002716022160000101
本实施例以采用MD5摘要算法为例进行说明，则特征向量
Figure BDA0002716022160000102
为：
Figure BDA0002716022160000103
根据
Figure BDA0002716022160000104
查找数据空间的索引表，若存在匹配的条目，则返回匹配条目的UUID值；若不存在匹配的条目，则将特征向量
Figure BDA0002716022160000105
作为标识码UUID写入数据空间的索引表，并为实体E3的描述文件分配存储位置，形成指向该存储位置的指针写入索引表，并与该实体E3的UUID字段关联。
3、生成实体描述文件
如图5所示，根据实体E3的UUID值及实体E3的其它属性，生成实体E3对应的物理实体描述文件。
采用上述同样的方式，生成箱门和箱体部件的物理实体描述文件，以及机理模型和数据模型的虚拟实体描述文件。
在实体E3的物理实体描述文件的绑定字段<binding>中，***箱门、箱体部件机理模型和数据模型等实体所对应的UUID值，建立关联。
4、标识解析
假设用户通过应用输入标识解析请求如下，
在OID标识解析体系下，标识解析请求为：
“*.*.*.09814070434ac979b229542c1c2352e6”
在Handle标识解析体系下，标识解析请求为：
“*.*.*/09814070434ac979b229542c1c2352e6”。
标识解析平台接收应用提供的标识解析请求，从接收到的标识解析请求中提取出待查询实体的UUID值“09814070434ac979b229542c1c2352e6”，提供给中间检索***，根据UUID检索数据空间的索引表，返回对应的实体描述。
假设标识解析平台规定的请求返回格式为JSON格式，则经过属性封装后，得到的返回值如图6所示。
在图6所示的返回值中包含有绑定字段<binding>，通过依次对<binding>字段中的各个UUID所对应的实体描述文件作进一步的调取和解析，可得到与用户检索实体相关联的物理实体和/或虚拟实体的全部信息。
当然，以上所述仅是本发明的一种优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于虚实融合的数据空间构建方法，其特征在于，包括：
将待导入数据空间的物理实体或虚拟实体进行唯一标注，生成识别码UUID；
利用所述识别码UUID在数据空间的索引表中进行匹配检索；
在未检索到匹配条目时，将所述物理实体或虚拟实体的识别码UUID存入数据空间的索引表，并向上级标识解析平台注册该条目的UUID，获得所述物理实体或虚拟实体的标识路径；
将所述物理实体或虚拟实体的相关属性转换成实体描述文件，存入所述数据空间，并与索引表中的UUID相关联；
其中，所述实体描述文件的生成方式为：
若为虚拟实体，则编写虚拟实体描述文件，其描述元素包括所述虚拟实体的UUID和所有属性信息；
若为物理实体，则编写物理实体描述文件，其描述元素包括所述物理实体的UUID、所有属性信息以及绑定字段；在所述绑定字段中***有需要绑定的物理实体或者虚拟实体的UUID，以建立关联。
2.根据权利要求1所述的基于虚实融合的数据空间构建方法，其特征在于，当待导入数据空间的物理实体和虚拟实体是位于不同业务***的关系型数据时，
首先，对所述物理实体进行唯一标注，生成物理实体的UUID，并利用所述物理实体的UUID在数据空间的索引表中进行匹配检索；
在未检索到匹配条目时，将所述虚拟实体进行唯一标注，生成虚拟实体的UUID，并利用所述虚拟实体的UUID在数据空间的索引表中进行匹配检索；
若检索到所述虚拟实体的匹配条目，则编写所述物理实体的描述文件，并在该描述文件的绑定字段中***所述虚拟实体的UUID，以建立关联；
若未检索到所述虚拟实体的匹配条目，则分别编写所述物理实体和虚拟实体的描述文件，并在所述物理实体的描述文件的绑定字段中***所述虚拟实体的UUID，以建立关联。
3.根据权利要求1或2所述的基于虚实融合的数据空间构建方法，其特征在于，在对所述物理实体或虚拟实体进行唯一标注的过程中，包括：
提取物理实体或虚拟实体的特征属性值π1,π2,...,πN；
计算实体特征向量
Figure FDA0002716022150000021
将实体特征向量
Figure FDA0002716022150000022
作为识别码UUID；
其中，+表示字符串连接运算，digest为信息摘要映射算法。
4.根据权利要求1或2所述的基于虚实融合的数据空间构建方法，其特征在于，在所述索引表中记录有存储在所述数据空间中的所有实体的UUID及与之关联的指针，所述指针指向与该UUID相对应的实体描述文件在数据空间中的存储位置。
5.一种基于数据空间的标识解析方法，其特征在于，所述数据空间采用如权利要求1至4中任一项所述的基于虚实融合的数据空间构建方法构建而成；所述标识解析方法包括：
根据应用发送的标识解析请求，提取其中的UUID字段，在数据空间的索引表中进行匹配检索；
根据检索结果，返回实体描述文件。
6.根据权利要求5所述的标识解析方法，其特征在于，
所述标识解析请求为符合标识解析平台规定格式的标识路径；
所述标识解析平台在接收到应用发送的标识路径后，从所述标识路径中提取出其中的UUID字段，并根据所述UUID字段到数据空间的索引表中进行匹配检索；
所述标识解析平台在接收到数据空间返回的实体描述文件后，按照标识解析平台规定的格式对实体描述文件中的属性信息进行解析封装，然后将封装好的属性信息和绑定字段返回应用，供用户查看。
7.根据权利要求6所述的标识解析方法，其特征在于，在用户需要查询绑定字段中所关联的实体时，根据绑定字段中的UUID按照所述标识解析平台规定的格式拼装标识路径，并通过应用发送至标识解析平台，以获取关联实体的属性信息。
8.根据权利要求6或7所述的标识解析方法，其特征在于，所述标识解析平台在对数据空间返回的实体描述文件中的属性信息进行解析封装的过程中，根据用户的查询权限，对实体描述文件中的部分属性信息进行隐藏或加密。
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