區(qū)塊鏈技術(shù)在圖書館的應(yīng)用場景分析*

張忠林 王 玲

（1.蘭州交通大學(xué)電子與信息工程學(xué)院 甘肅蘭州 730070）（2.西安石油大學(xué)圖書館 陜西西安 710065）

自中本聰2008 年首次提出比特幣概念和區(qū)塊鏈理論、2009 年創(chuàng)造出區(qū)塊鏈的第一個區(qū)塊“創(chuàng)世區(qū)塊”以來，區(qū)塊鏈逐漸成為各界所關(guān)注的焦點，并被認為是繼蒸汽機、電力、互聯(lián)網(wǎng)之后的下一代顛覆性技術(shù)。 各國政府、科研院所、風(fēng)投公司紛紛在區(qū)塊鏈投入巨資， 得到資本驅(qū)動而迅猛發(fā)展的區(qū)塊鏈目前在物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字貨幣等領(lǐng)域已得到應(yīng)用和推廣。我國也將區(qū)塊鏈與人工智能、 量子通信等新型顛覆性技術(shù)作為新時期努力發(fā)展的重點工程。一直以來，創(chuàng)新技術(shù)特別是信息技術(shù)是圖書館變革的推動力量，具有去中心化、公開透明性、集體維護、信息不可篡改、安全可信等特征的區(qū)塊鏈技術(shù)在圖書館版權(quán)確定、資源存儲等場景更具有廣闊的應(yīng)用前景。

1 區(qū)塊鏈概述

1.1 區(qū)塊鏈的概念及原理

區(qū)塊鏈技術(shù)就是利用塊鏈式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來驗證與存儲數(shù)據(jù)、 利用分布式節(jié)點共識算法來生成和更新數(shù)據(jù)、 利用密碼學(xué)的方式保證數(shù)據(jù)傳輸和訪問的安全、 利用自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數(shù)據(jù)的一種全新的分布式基礎(chǔ)架構(gòu)與計算范式。由于區(qū)塊鏈通過使用云平臺上的Hash 算法、工作證明機制等算法將大數(shù)據(jù)進行儲存、計算、管理、流通， 并通過區(qū)塊鏈技術(shù)的使用規(guī)則向云平臺提供必需的硬件、軟件，形成的循環(huán)式數(shù)字資源環(huán)境既可滿足系統(tǒng)內(nèi)的云計算服務(wù)， 也可向系統(tǒng)外界提供外包服務(wù)，因此區(qū)塊鏈也被認為是一種流動式數(shù)據(jù)庫，是“云計算”技術(shù)的超級加強版。

1.2 區(qū)塊鏈技術(shù)的基本特征

（1）去中心化。 去中心化是區(qū)塊鏈的最大特征。在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，任何業(yè)務(wù)使用分布式存儲和計算，不需要中心化的硬件或中介， 任何節(jié)點有著相同的義務(wù)和權(quán)利，也都能提供記賬和存儲功能，當(dāng)其中一個或若干節(jié)點出錯時， 不會出現(xiàn)存儲模式下服務(wù)器癱瘓等問題，也不會對整個區(qū)塊鏈的運轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響，現(xiàn)有數(shù)據(jù)仍然可以進行存儲與計算。

（2）不可篡改。區(qū)塊鏈存儲在多個節(jié)點組成的分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上， 對新生成的包含了全網(wǎng)交易數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊進行加密， 而新增加的信息需要通過所有節(jié)點驗證，才能按照時間順序添加到區(qū)塊鏈上，然后永久存儲。每個節(jié)點都存儲了整個區(qū)塊鏈的副本，配合“時間戳”記錄下全網(wǎng)歷史交易，短時間內(nèi)就可對全網(wǎng)歷史交易記錄追蹤查詢， 因此區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)穩(wěn)定性和可靠性極高。

（3）開放和透明。區(qū)塊鏈中的每個節(jié)點都有一份完整的區(qū)塊鏈副本， 除交易雙方的私有信息加密外所有數(shù)據(jù)對全網(wǎng)公開。由于區(qū)塊鏈的算法是開放的，對全網(wǎng)節(jié)點的數(shù)據(jù)更新也是透明的， 所以區(qū)塊鏈技術(shù)具有完全的開放與透明特征， 因此區(qū)塊鏈系統(tǒng)有著值得信任的基礎(chǔ)。

（4）安全和可信。區(qū)塊鏈在協(xié)商一致的協(xié)議和規(guī)范框架下，使用“非對稱加密”解決節(jié)點間的相互信任問題，所有節(jié)點都參與自由安全通信和共同維護，同時借助分布式系統(tǒng)，由各節(jié)點的工作量證明等共識算法形成的強大算力來抵御外部攻擊、保證區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)不可篡改和偽造，因而具有較高的安全性。

2 區(qū)塊鏈技術(shù)在圖書館的應(yīng)用場景

大數(shù)據(jù)時代的到來， 讓區(qū)塊鏈一躍成為數(shù)據(jù)管理領(lǐng)域的引領(lǐng)者，相較于社會所熟知的挖礦游戲、交易所之類的早期應(yīng)用， 區(qū)塊鏈技術(shù)目前已廣泛應(yīng)用到了醫(yī)療、金融、國際貿(mào)易、房地產(chǎn)、能源、公共管理等領(lǐng)域。以信息資源采購、管理和服務(wù)應(yīng)用為基礎(chǔ)核心業(yè)務(wù)的圖書館雖然目前還缺乏有深度的區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用探索， 但其具有非常肥沃的區(qū)塊鏈技術(shù)落地應(yīng)用土壤。依據(jù)區(qū)塊鏈技術(shù)的特征和圖書館建設(shè)的發(fā)展需求，可以端倪出圖書館未來對區(qū)塊鏈技術(shù)的若干應(yīng)用場景。

2.1 信息共享

實現(xiàn)充分的信息資源共享是圖書館資源建設(shè)的終極追求，但目前圖書館的信息共享要么是統(tǒng)一由一個中心（平臺）進行信息發(fā)布和分發(fā)（如CALIS、CADAL等），要么是彼此之間定時批量對賬（如中心圖書館、圖書館聯(lián)盟、文獻傳遞等），最大的痛點就是信息資源的共享節(jié)點（各圖書館）缺少一種相互信任的通信方式，難以達到實時共享。區(qū)塊鏈技術(shù)能夠很好的解決這一痛點，首先，區(qū)塊鏈本身就需要保持各個節(jié)點的數(shù)據(jù)一致性， 讓各個節(jié)點自帶信息共享功能；其次，實時的問題通過區(qū)塊鏈的P2P 技術(shù)實現(xiàn)；最后，利用區(qū)塊鏈的不可篡改和共識機制， 可構(gòu)建一條安全可靠的信息共享通道。如以區(qū)塊鏈技術(shù)為核心技術(shù)、目前全面投入使用的“互聯(lián)網(wǎng)金融支付安全聯(lián)盟風(fēng)險信息共享(分布式查詢)平臺”等實踐，為圖書館信息資源區(qū)塊鏈共享平臺建設(shè)提供了最佳模板。

2.2 版權(quán)保護

傳統(tǒng)的圖書館版權(quán)保護模式因互聯(lián)網(wǎng)時代的到來而受到?jīng)_擊，如何賦予原創(chuàng)者合法權(quán)益、保障圖書館的正常網(wǎng)絡(luò)信息傳播權(quán)面臨著難題與挑戰(zhàn)。 早在2006 年國務(wù)院就發(fā)布了 《信息網(wǎng)絡(luò)傳播權(quán)保護條例》，2009 年國家版權(quán)局等又下發(fā)了《國家版權(quán)局等部門關(guān)于加強圖書館著作權(quán)保護工作的通知》，對版權(quán)管理及圖書館的合理使用作出了相關(guān)規(guī)定。即便如此，圖書館侵權(quán)事件仍有發(fā)生，如樂視起訴圖書館侵犯其版權(quán)案、谷歌數(shù)字圖書館侵權(quán)門等。近年來隨著科學(xué)數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)資源成為圖書館采購、 自建的主要目標(biāo)， 對數(shù)據(jù)資源的版權(quán)保護面臨著更多的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源版權(quán)保護主要以在線登記、 鑒證證明為主，存在著流程復(fù)雜、公信力不足、溯源困難等痛點，將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用到復(fù)雜、海量的數(shù)據(jù)資源，特別是傳統(tǒng)方式難以處理的異構(gòu)數(shù)據(jù)資源的鑒證證明后，無論是登記、查詢、追蹤、維權(quán)等都非常方便，圖書館資源的安全性也得到極大保證。

目前區(qū)塊鏈在版權(quán)保護方面的一個最佳應(yīng)用案例就是2018 年7 月18 日正式上線的原創(chuàng)圖片服務(wù)平臺百度圖騰， 該平臺采用百度自主研發(fā)的區(qū)塊鏈版權(quán)登記網(wǎng)絡(luò)， 將版權(quán)內(nèi)容信息存儲于百度分布式存儲系統(tǒng)中，內(nèi)容版權(quán)鏈將登記確權(quán)、維權(quán)線索、交易信息等存儲在版權(quán)鏈上， 平臺層則為圖騰聯(lián)盟伙伴提供登記存證、分發(fā)交易、維權(quán)取證等服務(wù)。 未來的圖騰將從支持圖片擴展到支持文字、 視頻等更多類型的版權(quán)內(nèi)容表現(xiàn)形式， 這也為圖書館的區(qū)塊鏈技術(shù)版權(quán)保護應(yīng)用提供了最佳模板。

2.3 身份認證

在當(dāng)前全國圖書館普遍已經(jīng)實現(xiàn)的通借通還、信用借閱等服務(wù)， 都是以圖書館對用戶身份的精準認證為基礎(chǔ)，而傳統(tǒng)的以讀者證、借閱證或一卡通為憑證的圖書館讀者認證方式，存在適用范圍窄、流程瑣碎等痛點，尤其是不利于數(shù)字環(huán)境下的身份認證，更無法做到即刻智能認證。 區(qū)塊鏈技術(shù)所具有的數(shù)據(jù)不可篡改、無法偽造、安全可信的特征，非常適合圖書館的用戶數(shù)字身份認證， 解決傳統(tǒng)身份認證方式的部分弊端。如身在校外的學(xué)生教師、使用非校園網(wǎng)絡(luò)的讀者等， 圖書館可以通過區(qū)塊鏈技術(shù)進行師生身份認證，授權(quán)他們不受IP 范圍限制自由訪問校園網(wǎng)資源， 還可通過區(qū)塊鏈技術(shù)對校友身份進行認證，并為校友提供相應(yīng)的個性化精準服務(wù)。

2.4 資源存儲

圖書館是公共服務(wù)體系下最為重要的公共文化服務(wù)中心，也是社會管理體系下最為重要的信息資源管理中心，而體系化的知識資源則是保證兩大中心功能實現(xiàn)的基礎(chǔ)。計算機存儲技術(shù)的發(fā)展和云計算的出現(xiàn)，在一定范圍內(nèi)為圖書館資源存儲解決了面臨的數(shù)字存儲空間不足等難題。 然而，技術(shù)的發(fā)展和在圖書館界的廣泛應(yīng)用并沒有讓信息泄密、資源失竊之類的事件消失，自2015 年以來就發(fā)生了我國Interlib 讀者個人信息泄露、加拿大圖書館用戶密碼信等事件。 區(qū)塊鏈具有去中心化、不可篡改、安全可信的特征，可以提高文件、信息存儲與網(wǎng)絡(luò)運行安全。 圖書館若使用基于區(qū)塊鏈非對稱加密技術(shù)的去中心化資源存儲網(wǎng)絡(luò)，將既有云計算的海量存儲空間、高速存取計算等優(yōu)勢，也有數(shù)據(jù)不可篡改、偽造、系統(tǒng)安全等優(yōu)勢。

2.5 網(wǎng)絡(luò)眾籌

網(wǎng)絡(luò)眾籌近些年來走入了人們的視線， 公益性眾籌的迅速發(fā)展也已延伸到了圖書館界， 并取得了良好的社會效應(yīng)，如利用眾籌網(wǎng)實現(xiàn)的“北大91 級校友共建元坊村蒲公英鄉(xiāng)村圖書館”項目。 但仔細分析便可發(fā)現(xiàn)，這些眾籌項目雖在一定范圍內(nèi)籌集到部分資金，但后續(xù)運作等并未全面、透明的公開，這讓圖書館眾籌和其它領(lǐng)域的公益眾籌一同存在著組織公信力差、信息不夠透明、眾籌款項去向不明、眾籌組織費用支出較高等痛點，影響了公眾的參與熱情。區(qū)塊鏈技術(shù)公開透明、不可篡改的特征以及智能合約技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)每一筆不可篡改的真實交易信息都可以被用戶查詢，并可追溯，因此在圖書館網(wǎng)絡(luò)眾籌領(lǐng)域采用區(qū)塊鏈技術(shù)將使眾籌的信息來源透明，最大程度上消除公眾的疑慮，并提高眾籌的效率。

3 結(jié)語

隨著以人工智能、區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)為代表的顛覆性技術(shù)的發(fā)展和多領(lǐng)域應(yīng)用， 圖書館又一次站在了技術(shù)革命的風(fēng)口浪尖上。 與信息技術(shù)應(yīng)用緊密結(jié)合的圖書館，也擁有著將區(qū)塊鏈技術(shù)落地的基礎(chǔ)。將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用到圖書館領(lǐng)域，并與人工智能、大數(shù)據(jù)等社會驅(qū)動技術(shù)深入融合，構(gòu)建“圖書館+區(qū)塊鏈+大數(shù)據(jù)+人工智能+…”的圖書館發(fā)展模式，將從根本上改變傳統(tǒng)的圖書館信息組織體系、知識存儲體系、用戶交互體系、技術(shù)應(yīng)用體系、信用保障體系等。 在實際應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)的過程中，除上述信息共享、版權(quán)保護、身份認證、資源存儲、網(wǎng)絡(luò)眾籌外，還將產(chǎn)生更多的應(yīng)用場景，有著廣闊的應(yīng)用前景。