电子图书版权保护系统在校园图书馆中的应用研究

朱艳

关键词：电子图书；版权保护系统；校园图书馆；图书借阅

1 概论

校园图书馆通常存有大量书籍，在高等教育的校园中，图书馆藏数量往往也是评价一个学校学习科研氛围的一个指标[1]。然而图书在不停地借阅过程中存在磨损折旧，每年都会有很多图书因为磨损折旧导致淘汰，图书馆每年也要花费大量的人力、财力进行图书馆的维护、图书更新[2]。中国教育装备采购网公布的2020年前10名高校图书年度经费都达到5 000万以上，最高的达到1.18亿元。大部分图书馆都对学生借阅的图书数量、时长有限制，但是学习过程中有时候会需要参考大量的书籍，数量的限制可能会导致学生多次往返图书馆租借图书而浪费很多宝贵的时间，很多书籍因为被同学长期借阅导致书籍不能有效流转，无法发挥图书真正的价值。随着互联网的快速发展，手机等电子产品的普及，学生接触电子书籍将会更便捷，且电子书籍具有快速检索的能力，可以让学生更有效地获取知识[3]。

然而目前市场上的图书中充斥着大量的非正版书籍，这些书籍质量参差不齐，对电子图书的普及造成一些负面的影响。因此本文提出一种电子图书的版权保护系统，该系统主要面向校园图书馆，解决图书不能有效流转的问题，同时该版权保护系统也可以有效保护出版社的权益。

2 电子图书版权保护

2.1 版权保护系统及一般流程

版权保护已经有很多成熟的方案[4]，如微软的PlayReady通过加密数据文件来保护内容，加密文件可以不受限制地移动、归档、流化、复制或分发。为了解密这些数据文件，需要一个数字密钥包含在许可证中，每个许可证还包含指定如何使用这些文件以及在什么条件下使用这些文件的权限和策略[5]。除此之外还有WideWine、Marlin等数字版权保护方案。

2.2 电子图书的格式

当前电子图书的格式主要为epub3、PDF等格式，其中epub3格式[6]可以有效地支持图文、音视频格式的电子图书，当前大部分出版社会出版epub3格式的电子图书，其本身是一个ZIP 文件，遵循IDPF 推出的OCF规范。epub3电子书文件包括以下三个部分：

1）umbi3m电ety子pe书有一个mimetype文件，用来声明epub3电子书的文件格式，且文件具有不变性。

2） META-INF文件夹META-INF用于说明特定文件的存放信息，主要包括 container. xml、rights. xml、encryption. xml、signa⁃ tures.xml等，其中后三个主要和数字版权保护相关。

3） OEBPS 文件夹用来存放OPF文档、CSS文档、NCX文档、图片文件，其中content.opf文件和toc.ncx文件为必需。

3 系统设计及分析

3.1 系统总体架构

本论文提出的系统是一个完整的版权保护系统，整个系统包括了售卖系统，校园图书借阅系统，以及配套的阅读器，内容打包工具等系统，整体架构图如图1所示。该系统分为三类角色，分别为出版社管理人员：主要负责epub3图书的制作以及上架等操作；高校图书管理员：主要负责图书的采购以及校园图书借阅系统的维护；学生：图书的借阅者。

系统流程过程为：出版社管理人员在制作epub3 格式的图书后，利用电子图书打包工具进行打包上架，在电子图书售卖系统中登记图书售卖信息，同时将加密的图书上传电子图书内容分发系统，将授权信息上传电子图书版权保护系统，至此完成图书上架。高校的图书管理员通过电子图书售卖系统采购图书，同时会将图书信息、授权信息、内容信息同步至数据隔离的系统中；学生可以在阅读终端（手机、平板、电脑等）登录阅读软件借阅电子图书。

3.2 系统核心模块的设计与实现

3.2.1 电子图书打包工具的设计与实现

电子图书打包工具主要对epub3格式的電子书进行加密处理，并完成电子图书的一键上架操作。打包工具主要针对电子图书的具体内容进行加密处理，防止内容的泄漏。经过打包工具处理后的epub3电子图书的内容格式，如图2所示，其中mimetype、META- INF以及OEBP

tentIDrig等信s息。中en存cr放yp版tion权.x的ml信中息存，放比密如钥发的布信者息、c，o标n⁃识哪些内容会被加密，采用什么加密算法。signature. xml 中存放签名信息做一些完整性保护。

通过UML图[7]描述打包工具和其他几个系统之间的关系，如图3所示。其中，LicenseID（授权标识）对应的规格设置主要包括：有效期（电子图书使用期限）、并发模式（同时支持一个账号的多个设备并发使用）、配额（支持有几个用户可以使用），以此来控制图书的借阅。

3.2.2 电子图书售卖/图书借阅系统

图书的售卖系统为常规的售卖系统，主要展示图书的基本信息以及图书的基本规格。电子图书的售卖系统依赖版权保护系统和内容分发系统。图书的库存信息在版权保护系统中记录，图书的具体内容在内容分发系统中。图书的借阅系统为常规的借阅系统，主要完成图书的展示、学生信息的管理、借阅历史记录的查看、借书、还书等操作。

3.2.3 电子图书版权保护系统

电子图书版权保护系统主要负责授权信息的维护[8]。很多高校因为一些限制不能完全依赖公网，因此电子版权保护系统支持混合部署的方式，即可以在高校内部部署一套系统。此处描述的电子图书版权保护系统的内容是保护这两层的所有信息。

本系统主要支持设备接入认证、设备管理、配额管理、授权消耗管理。具体认证如图4所示，阅读器终端的接入认证和该流程基本一致，认证的过程由版权保护系统提供的客户端SDK[9-10]完成，只需要在阅读器和打包工具中集成该SDK，生成的密钥对中的私钥也被SDK提供的存储模块进行存储，SDK的代码经过混淆工具进行混淆防止密钥被窃取。

3.2.4 电子图书借阅终端

电子图书的借阅终端是指安装在手机、平板、电脑等电子设备上的阅读器，该阅读器支持epub3 格式图书的阅读，阅读器中加入的数据版权保护客户端SDK的逻辑，被保护的图书都是加密的内容，在阅读时进行内容的实时解密。

电子图书的接入认证流程与打包工具基本一致，借阅的逻辑如图5所示，其中在检查是否有可用配额的过程中，会对应归还书籍做主动归还操作，解决图书被借阅超期不归还导致其他同学无法借阅的问题。根据授权规格的设置也可以支持更灵活的借阅规则，如设置最小一个小时的借还周期，这样一个小时自动归还，自动化完成不需要人为借还，让图书进行高效流转。

4 总结与展望

本文提出的系统主要是让图书发挥更大的价值，让图书的借还更加有效。本文实现了一个完整的电子图书版权保护系统，该系统包括了制作、售卖、借阅、版权保护等多个方面。后续可以逐步加入更多的功能，如个性化推荐，统计学生爱看的数据进行推荐，学生可以就图书内容进行在线分享，教师也可以基于学习记录推荐进一步学习的书籍等。