Sichere Plattform für den Verleih von Lehrbüchern und digitale Veröffentlichungen

Überblick über unseren Kunden

Unser Kunde ist ein bildungsorientiertes digitales Publishing-Unternehmen, das ein modernes Lehrbuchverleih-Ökosystem für Studierende, Lehrkräfte und Bildungseinrichtungen aufbaut. Ziel war es, urheberrechtlich geschützte Lehrmaterialien über eine digitale Plattform bereitzustellen, die strengen DRM-Schutz gewährleistet und gleichzeitig eine komfortable Nutzung auf Web- und Mobilgeräten bietet.

Darüber hinaus benötigte der Kunde eine skalierbare Cloud-Infrastruktur, die Millionen von Nutzern unterstützt, Lastspitzen im akademischen Betrieb bewältigt und es Verlagen ermöglicht, große Inhaltsbibliotheken in Formaten wie PDF, ePub und Pearson HTML schnell zu integrieren.

Herausforderung

Digitale Lehrbuchplattformen stehen typischerweise vor einem schwierigen Spannungsfeld zwischen Sicherheit, Benutzerfreundlichkeit und Performance. In diesem Projekt umfassten die zentralen Herausforderungen:

• Implementierung starker, echtzeitfähiger AES-Verschlüsselung und Zugriffskontrolle, ohne das Leseerlebnis oder die Performance zu beeinträchtigen.
• Umwandlung großer Bibliotheken von PDF-, ePub- und Pearson-HTML-Inhalten in ein einheitliches internes Format.
• Verarbeitung von Millionen Nutzern und Tausenden von Anfragen pro Sekunde während akademischer Spitzenzeiten.
• Entwicklung von Algorithmen zur präzisen «Erkennung» von Wissenselementen (z. B. Zusammenfassungen, Illustrationen) aus statischen Lehrbuchformaten für interaktive Nutzung.

Hauptziele

Um sowohl die Anforderungen der Verlage als auch die hohe Nutzerlast zu erfüllen, definierten wir folgende Ziele:

• Bereitstellung einer zuverlässigen DRM-Umgebung und Anti-Piraterie-Lösungen zum Schutz digitaler Lehrbuchverleihe.
• Ermöglichung für Lehrkräfte und Autoren, Bildungsinhalte «out of the box» zu erstellen und anzupassen.
• Erweiterung über passives Lesen hinaus durch automatisierte Inhaltszusammenfassungen, Annotationen und soziale Interaktionsfunktionen.
• Bereitstellung einer hochwertigen Nutzererfahrung (einschließlich Vektor-Zoom) auf Web- und Mobilgeräten.

Projektüberblick

Wir entwickelten eine plattformübergreifende Bildungsplattform, die Lehrbuchverleih, Content-Konvertierung und interaktive Lernfunktionen kombiniert. Für eine skalierbare Infrastruktur setzten wir auf AWS-Services zur asynchronen Dokumentenkonvertierung und Analyseverarbeitung, wodurch ein unterbrechungsfreier Betrieb auch bei hoher Last gewährleistet wurde.

Um große Inhaltsmengen effizient zu integrieren, implementierten wir eine asynchrone Konvertierungspipeline, die PDF-, ePub- und Pearson-HTML-Inhalte in ein performantes internes Format überführt.

Lösung

Die entwickelte Plattform fungierte sowohl als sicheres Speicher- und Auslieferungssystem für urheberrechtlich geschützte Inhalte als auch als interaktive Lernumgebung. Sie setzte DRM-Richtlinien durch AES-Verschlüsselung und Echtzeit-Zugriffskontrolle um und bot integrierte Authoring-Tools für individuelles Publishing.

Die Plattform unterstützte sowohl Web- als auch mobile Umgebungen und umfasste erweiterte Funktionen wie vektorbasiertes Zoomen, Deep Search, soziale Interaktionen sowie KI-gestützte Content-Discovery zur Extraktion strukturierter Erkenntnisse aus Lehrbüchern.

Hauptfunktionen

• AES-basiertes DRM und Echtzeit-Zugriffskontrolle für sichere Inhaltsverteilung
• Vektorbasierte Seitendarstellung und Zoomfunktion für Web und Mobile
• Erweiterte Volltextsuche mit tiefgehender Indexierung von Lehrmaterialien
• KI-gestützte Wissensextraktion (Zusammenfassungen, Illustrationen, strukturierte Annotationen)
• Integrierte Authoring-Suite zur Erstellung individueller Lehrmaterialien
• Social-Learning-Funktionen (Bewertungen, Thread-Kommentare, Empfehlungen)
• Detaillierte Analytik für Engagement-Tracking und Performance-Auswertung

Technologie und Aufbau

Zur Unterstützung großskaliger, sicherer Publishing-Prozesse und hoher Lastspitzen im akademischen Betrieb wählten wir folgende Technologien:

• Cloud-Infrastruktur: AWS (Auto Scaling Groups, SQS)
• Speicher: AWS S3 (verschlüsselte Speicherung von Lehrbüchern)
• Datenbank & Analytik: PostgreSQL-Cluster
• Verarbeitungspipeline: AWS SQS + Background-Worker (Formatkonvertierung)
• Verschlüsselung: AES-basiertes DRM und Echtzeit-Zugriffskontrolle
• Content-Formate: PDF, ePub, Pearson HTML
• Plattformen: Web (Angular) und Mobile (iOS/Android)

Kernteam

• Cloud- & DevOps-Architekten: Entwickelten die AWS-Skalierungsstrategie, SQS-Pipelines und Workflows für verschlüsselte Cloud-Speicherung.
• Security Engineers: Implementierten DRM-Logik, AES-Verschlüsselung und Zugriffskontrollmechanismen.
• Full-Stack-Entwickler: Entwickelten die Reader-Oberfläche, Authoring-Tools und Social-Features.
• Data Scientists: Entwickelten Algorithmen zur Wissensextraktion und Empfehlungssysteme.
• Content Engineers: Implementierten die Konvertierungslogik für komplexe Bildungsformate.