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3G手機(jī)終端電子圖書(shū)版權(quán)保護(hù)系統(tǒng)的研究論文
摘 要：隨著3G網(wǎng)絡(luò)的建成，傳統(tǒng)的、封閉的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)代宣告結(jié)束，移動(dòng)通信進(jìn)入移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。手機(jī)電子書(shū)，在3G的高網(wǎng)絡(luò)帶寬和較強(qiáng)終端處理能力的基礎(chǔ)上，呈現(xiàn)出極大的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。但是，和傳統(tǒng)的電子書(shū)出版一樣，手機(jī)電子書(shū)的出版同樣面臨著被瘋狂復(fù)制的版權(quán)保護(hù)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(jī)電子書(shū)面臨著更為嚴(yán)峻的安全問(wèn)題。缺乏有效的版權(quán)保護(hù)系統(tǒng)，缺乏可靠的安全體系支持，已經(jīng)成為制約手機(jī)電子書(shū)行業(yè)發(fā)展的瓶頸。
關(guān)鍵詞：3G終端；版權(quán)保護(hù)
3G終端所采用的USIM卡具有較強(qiáng)的安全能力，其運(yùn)算性能相比之下也有提升。因而，可以在3G手機(jī)上架構(gòu)一種PKI手機(jī)安全組件和安全體系結(jié)構(gòu)，綜合采用數(shù)字證書(shū)技術(shù)和對(duì)稱(chēng)密碼技術(shù)，在3G手機(jī)上建設(shè)一種電子書(shū)版權(quán)保護(hù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)手機(jī)電子書(shū)的安全分發(fā)、授權(quán)管理和防止盜版。
一、3G手機(jī)電子書(shū)版權(quán)保護(hù)系統(tǒng)的組成
3G手機(jī)電子書(shū)版權(quán)保護(hù)系統(tǒng)由數(shù)字版權(quán)服務(wù)系統(tǒng)和3G手機(jī)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(shù)字版權(quán)服務(wù)系統(tǒng)統(tǒng)一集中管理電子書(shū)的版權(quán)，為合法用戶(hù)頒發(fā)許可證，并建設(shè)許可證數(shù)據(jù)庫(kù)，包括許可證申請(qǐng)、在線驗(yàn)證（可選）、備份、查詢(xún)、更新等管理操作。3G手機(jī)終端具有以USIM卡為核心的安全體系結(jié)構(gòu)和安全組件，具有對(duì)稱(chēng)密碼運(yùn)算、非對(duì)稱(chēng)密碼運(yùn)算功能，主要負(fù)責(zé)獲取許可證、解析和驗(yàn)證許可證、解密許可證、解密電子書(shū)等。同時(shí)，3G手機(jī)上需要有相應(yīng)格式的閱讀器，能夠經(jīng)過(guò)改造增加安全功能，通過(guò)調(diào)用安全組件的接口實(shí)現(xiàn)電子書(shū)的解密，解密之后按照原格式的規(guī)則進(jìn)行展示。
下圖示例了數(shù)字版權(quán)系統(tǒng)的整體組成結(jié)構(gòu)：
二、3G手機(jī)終端的安全體系結(jié)構(gòu)和安全組件
3G手機(jī)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(yīng)用身份認(rèn)證，數(shù)據(jù)加密，交易安全，移動(dòng)環(huán)境中證書(shū)的申請(qǐng)、更新、吊銷(xiāo)、下載，USIM操作流程等。
3G手機(jī)終端的安全組件邏輯結(jié)構(gòu)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(tǒng)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(shù)據(jù)流，不論其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是怎樣的。然后，選取對(duì)稱(chēng)加密算法，包括主流的RC4、DES/3DES、AES等，可根據(jù)具體業(yè)務(wù)需求而定。選取算法后，調(diào)用服務(wù)器端的安全運(yùn)算庫(kù)，生成隨機(jī)的密鑰種子。同時(shí)按照密鑰標(biāo)識(shí)編碼規(guī)則，生成唯一的內(nèi)容密鑰標(biāo)識(shí)。之后，按照一定的運(yùn)算規(guī)則，把隨機(jī)密鑰種子和密鑰標(biāo)識(shí)經(jīng)計(jì)算得出內(nèi)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(jī)密鑰種子，并保存和內(nèi)容密鑰標(biāo)識(shí)之間的對(duì)應(yīng)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(biāo)識(shí)、內(nèi)容密鑰標(biāo)識(shí)和數(shù)字版權(quán)服務(wù)器的許可申請(qǐng)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(qǐng)
用戶(hù)可以把下載獲得的密文文件保存在手機(jī)上或者外置存儲(chǔ)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(yīng)許可證，如果沒(méi)有的話(huà)將會(huì)向文件頭的URL發(fā)起許可證在線申請(qǐng)，其請(qǐng)求中需包含圖書(shū)標(biāo)識(shí)和密鑰標(biāo)識(shí)。這個(gè)過(guò)程需要用戶(hù)二次參與，在許可申請(qǐng)的頁(yè)面上認(rèn)證身份，有的還可能需要付費(fèi)。
數(shù)字版權(quán)服務(wù)系統(tǒng)在收到申請(qǐng)后，需要與用戶(hù)管理中心、計(jì)費(fèi)賬務(wù)中心交互，獲得用戶(hù)身份信息和計(jì)費(fèi)信息，并從網(wǎng)絡(luò)發(fā)行系統(tǒng)獲得密鑰標(biāo)識(shí)相對(duì)應(yīng)的密鑰種子，之后再按照授權(quán)規(guī)則為用戶(hù)頒發(fā)適當(dāng)權(quán)限的許可證。許可證中包含經(jīng)用戶(hù)公鑰加密后的內(nèi)容密鑰（CEK）、用戶(hù)權(quán)限描述等關(guān)鍵信息，許可證中還需要有授權(quán)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(yīng)許可證后，會(huì)調(diào)用安全組件的公鑰密碼部分的驗(yàn)簽功能，驗(yàn)證許可證的完整性。之后，再解析出密文內(nèi)容密鑰，并調(diào)用保存在USIM卡中的用戶(hù)私鑰，解密獲得內(nèi)容密鑰（CEK）。然后，把密文電子書(shū)進(jìn)行解密，并展示在手機(jī)屏幕上。
四、總結(jié)
本版權(quán)保護(hù)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(shù)字證書(shū)，安全的保存在3G手機(jī)終端中。另外，非對(duì)稱(chēng)運(yùn)算需要較高的運(yùn)算速度支持，所以，手機(jī)終端芯片的運(yùn)算速度可能成為影響用戶(hù)體驗(yàn)的重要因素。
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