3G手機終端電子圖書版權保護系統(tǒng)的研究論文

　　摘 要：隨著3G網(wǎng)絡的建成，傳統(tǒng)的、封閉的移動通信網(wǎng)絡時代宣告結束，移動通信進入移動互聯(lián)網(wǎng)時代。手機電子書，在3G的高網(wǎng)絡帶寬和較強終端處理能力的基礎上，呈現(xiàn)出極大的增長態(tài)勢。但是，和傳統(tǒng)的電子書出版一樣，手機電子書的出版同樣面臨著被瘋狂復制的版權保護問題；而且，由于電子書的傳輸在開放環(huán)境中進行，手機電子書面臨著更為嚴峻的安全問題。缺乏有效的版權保護系統(tǒng)，缺乏可靠的安全體系支持，已經(jīng)成為制約手機電子書行業(yè)發(fā)展的瓶頸。

　　關鍵詞：3G終端；版權保護

　　3G終端所采用的USIM卡具有較強的安全能力，其運算性能相比之下也有提升。因而，可以在3G手機上架構一種PKI手機安全組件和安全體系結構，綜合采用數(shù)字證書技術和對稱密碼技術，在3G手機上建設一種電子書版權保護技術，實現(xiàn)手機電子書的安全分發(fā)、授權管理和防止盜版。

　　一、3G手機電子書版權保護系統(tǒng)的組成

　　3G手機電子書版權保護系統(tǒng)由數(shù)字版權服務系統(tǒng)和3G手機終端組成。電子書在加密之后通過3G通信網(wǎng)絡傳輸分發(fā)。數(shù)字版權服務系統(tǒng)統(tǒng)一集中管理電子書的版權，為合法用戶頒發(fā)許可證，并建設許可證數(shù)據(jù)庫，包括許可證申請、在線驗證（可選）、備份、查詢、更新等管理操作。3G手機終端具有以USIM卡為核心的安全體系結構和安全組件，具有對稱密碼運算、非對稱密碼運算功能，主要負責獲取許可證、解析和驗證許可證、解密許可證、解密電子書等。同時，3G手機上需要有相應格式的閱讀器，能夠經(jīng)過改造增加安全功能，通過調用安全組件的接口實現(xiàn)電子書的解密，解密之后按照原格式的規(guī)則進行展示。

　　下圖示例了數(shù)字版權系統(tǒng)的整體組成結構：

　　二、3G手機終端的安全體系結構和安全組件

　　3G手機終端的信息安全體系如下圖所示：

　　該安全體系主要提供的安全功能有：3G業(yè)務應用身份認證，數(shù)據(jù)加密，交易安全，移動環(huán)境中證書的申請、更新、吊銷、下載，USIM操作流程等。

　　3G手機終端的安全組件邏輯結構如下圖：

　　三、關鍵過程

　　1、 電子書加密

　　電子書發(fā)行系統(tǒng)需要在發(fā)給用戶圖書之前首先把圖書進行加密處理。把原始電子書（格式可能是txt、jar、umd等）文件看做是一個bit數(shù)據(jù)流，不論其內部結構是怎樣的。然后，選取對稱加密算法，包括主流的RC4、DES/3DES、AES等，可根據(jù)具體業(yè)務需求而定。選取算法后，調用服務器端的安全運算庫，生成隨機的密鑰種子。同時按照密鑰標識編碼規(guī)則，生成唯一的內容密鑰標識。之后，按照一定的運算規(guī)則，把隨機密鑰種子和密鑰標識經(jīng)計算得出內容加密密鑰（CEK），并以此密鑰加密電子書。服務器端保存該隨機密鑰種子，并保存和內容密鑰標識之間的對應關系。

　　以上步驟之后，將會獲得密文電子書。服務器端把電子書標識、內容密鑰標識和數(shù)字版權服務器的許可申請URL經(jīng)過加工，組裝成為文件頭。然后，把文件頭和密文圖書進行組合，生成最終發(fā)布文件，通過3G網(wǎng)絡傳輸給用戶。

　　2、 許可申請

　　用戶可以把下載獲得的密文文件保存在手機上或者外置存儲卡上。許可證可以在下發(fā)文件時一起分發(fā)給用戶，也可以是分別發(fā)送。閱讀器解析出文件頭部后，會搜索本地的相應許可證，如果沒有的話將會向文件頭的URL發(fā)起許可證在線申請，其請求中需包含圖書標識和密鑰標識。這個過程需要用戶二次參與，在許可申請的頁面上認證身份，有的還可能需要付費。

　　數(shù)字版權服務系統(tǒng)在收到申請后，需要與用戶管理中心、計費賬務中心交互，獲得用戶身份信息和計費信息，并從網(wǎng)絡發(fā)行系統(tǒng)獲得密鑰標識相對應的密鑰種子，之后再按照授權規(guī)則為用戶頒發(fā)適當權限的許可證。許可證中包含經(jīng)用戶公鑰加密后的內容密鑰（CEK）、用戶權限描述等關鍵信息，許可證中還需要有授權方的簽名，保證信息完整不被篡改。

　　3、 電子書解密

　　閱讀器在獲得相應許可證后，會調用安全組件的公鑰密碼部分的驗簽功能，驗證許可證的完整性。之后，再解析出密文內容密鑰，并調用保存在USIM卡中的用戶私鑰，解密獲得內容密鑰（CEK）。然后，把密文電子書進行解密，并展示在手機屏幕上。

　　四、總結

　　本版權保護技術的基本特征是電子書加密傳輸、打開使用時需要許可證。用戶需要有一張數(shù)字證書，安全的保存在3G手機終端中。另外，非對稱運算需要較高的運算速度支持，所以，手機終端芯片的運算速度可能成為影響用戶體驗的重要因素。

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