3G手機終端電子圖書(shū)版權保護系統的研究論文

　　摘 要：隨著(zhù)3G網(wǎng)絡(luò )的建成，傳統的、封閉的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )時(shí)代宣告結束，移動(dòng)通信進(jìn)入移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。手機電子書(shū)，在3G的高網(wǎng)絡(luò )帶寬和較強終端處理能力的基礎上，呈現出極大的增長(cháng)態(tài)勢。但是，和傳統的電子書(shū)出版一樣，手機電子書(shū)的出版同樣面臨著(zhù)被瘋狂復制的版權保護問(wèn)題；而且，由于電子書(shū)的傳輸在開(kāi)放環(huán)境中進(jìn)行，手機電子書(shū)面臨著(zhù)更為嚴峻的安全問(wèn)題。缺乏有效的版權保護系統，缺乏可靠的安全體系支持，已經(jīng)成為制約手機電子書(shū)行業(yè)發(fā)展的瓶頸。

　　關(guān)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，綜合采用數字證書(shū)技術(shù)和對稱(chēng)密碼技術(shù)，在3G手機上建設一種電子書(shū)版權保護技術(shù)，實(shí)現手機電子書(shū)的安全分發(fā)、授權管理和防止盜版。

　　一、3G手機電子書(shū)版權保護系統的組成

　　3G手機電子書(shū)版權保護系統由數字版權服務(wù)系統和3G手機終端組成。電子書(shū)在加密之后通過(guò)3G通信網(wǎng)絡(luò )傳輸分發(fā)。數字版權服務(wù)系統統一集中管理電子書(shū)的版權，為合法用戶(hù)頒發(fā)許可證，并建設許可證數據庫，包括許可證申請、在線(xiàn)驗證（可選）、備份、查詢(xún)、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(chēng)密碼運算、非對稱(chēng)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(shū)等。同時(shí)，3G手機上需要有相應格式的閱讀器，能夠經(jīng)過(guò)改造增加安全功能，通過(guò)調用安全組件的接口實(shí)現電子書(shū)的解密，解密之后按照原格式的規則進(jìn)行展示。

　　下圖示例了數字版權系統的整體組成結構：

　　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(wù)應用身份認證，數據加密，交易安全，移動(dòng)環(huán)境中證書(shū)的申請、更新、吊銷(xiāo)、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(guān)鍵過(guò)程

　　1、 電子書(shū)加密

　　電子書(shū)發(fā)行系統需要在發(fā)給用戶(hù)圖書(shū)之前首先把圖書(shū)進(jìn)行加密處理。把原始電子書(shū)（格式可能是txt、jar、umd等）文件看做是一個(gè)bit數據流，不論其內部結構是怎樣的。然后，選取對稱(chēng)加密算法，包括主流的RC4、DES/3DES、AES等，可根據具體業(yè)務(wù)需求而定。選取算法后，調用服務(wù)器端的安全運算庫，生成隨機的密鑰種子。同時(shí)按照密鑰標識編碼規則，生成唯一的內容密鑰標識。之后，按照一定的運算規則，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(shū)。服務(wù)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(guān)系。

　　以上步驟之后，將會(huì )獲得密文電子書(shū)。服務(wù)器端把電子書(shū)標識、內容密鑰標識和數字版權服務(wù)器的許可申請URL經(jīng)過(guò)加工，組裝成為文件頭。然后，把文件頭和密文圖書(shū)進(jìn)行組合，生成最終發(fā)布文件，通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò )傳輸給用戶(hù)。

　　2、 許可申請

　　用戶(hù)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(shí)一起分發(fā)給用戶(hù)，也可以是分別發(fā)送。閱讀器解析出文件頭部后，會(huì )搜索本地的相應許可證，如果沒(méi)有的話(huà)將會(huì )向文件頭的URL發(fā)起許可證在線(xiàn)申請，其請求中需包含圖書(shū)標識和密鑰標識。這個(gè)過(guò)程需要用戶(hù)二次參與，在許可申請的頁(yè)面上認證身份，有的還可能需要付費。

　　數字版權服務(wù)系統在收到申請后，需要與用戶(hù)管理中心、計費賬務(wù)中心交互，獲得用戶(hù)身份信息和計費信息，并從網(wǎng)絡(luò )發(fā)行系統獲得密鑰標識相對應的密鑰種子，之后再按照授權規則為用戶(hù)頒發(fā)適當權限的許可證。許可證中包含經(jīng)用戶(hù)公鑰加密后的內容密鑰（CEK）、用戶(hù)權限描述等關(guān)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(shū)解密

　　閱讀器在獲得相應許可證后，會(huì )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(hù)私鑰，解密獲得內容密鑰（CEK）。然后，把密文電子書(shū)進(jìn)行解密，并展示在手機屏幕上。

　　四、總結

　　本版權保護技術(shù)的基本特征是電子書(shū)加密傳輸、打開(kāi)使用時(shí)需要許可證。用戶(hù)需要有一張數字證書(shū)，安全的保存在3G手機終端中。另外，非對稱(chēng)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(hù)體驗的重要因素。

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