區(qū)塊鏈視域下圖書館智慧微服務功能體系研究

楊 群 張 霓 莫再峰

（四川輕化工大學圖書館 四川自貢 643000 2.四川輕化工大學計算機學院 四川自貢 643000）

1 引言

繼大數(shù)據(jù)、人工智能、云計算、“互聯(lián)網(wǎng)+”等新型技術(shù)后，圖書館迎來了顛覆性、突破性的技術(shù)——區(qū)塊鏈技術(shù)。區(qū)塊鏈技術(shù)源自比特幣的開發(fā)，它是比特幣底層支撐技術(shù)之一，最早是2008年中本聰（Satoshi Nakamoto）在比特幣論壇發(fā)表的論文《比特幣: 一種點對點的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》中對區(qū)塊鏈技術(shù)進行了闡述[1]。作為比特幣底層技術(shù)的區(qū)塊鏈一直作為配角存在，并未引起學界的關(guān)注。到2015年12月，Linux基金會發(fā)起了Hyperledger開源區(qū)塊鏈項目，目的是發(fā)展跨行業(yè)的商業(yè)區(qū)塊鏈平臺[2]；2016 年 10 月，工信部信息化和軟件服務業(yè)司指導編寫了《中國區(qū)塊鏈技術(shù)和應用發(fā)展的白皮書》，對區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展提供政策支持[3]；2017年4月，騰訊發(fā)布了可信區(qū)塊鏈平臺 TrustSQL，致力于提供企業(yè)級區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施及區(qū)塊鏈云服務。

習近平總書記在出席中國科學院第十九次院士大會、中國工程院第十四次院士大會時曾強調(diào)，區(qū)塊鏈技術(shù)作為新一代信息技術(shù)加速突破應用，世界正在進入以信息產(chǎn)業(yè)為主導的經(jīng)濟發(fā)展時期[4]。工信部對區(qū)塊鏈的定義可以表述為一種在對等網(wǎng)絡環(huán)境下，通過透明和可信規(guī)則，構(gòu)建不可偽造、不可篡改和可追溯的塊鏈式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)和管理事務處理的模式[5]。區(qū)塊鏈技術(shù)運用分布式點對點的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)構(gòu)建，建立起開放式賬簿，由一串按照密碼學方法產(chǎn)生并加蓋時間戳的數(shù)據(jù)塊即區(qū)塊組成，形成區(qū)塊鏈[6]。區(qū)塊鏈技術(shù)應用的領(lǐng)域越來越廣泛，在金融、跨境貿(mào)易、智能制造、教育等諸多領(lǐng)域?qū)嶋H應用，已經(jīng)引起學術(shù)界的高度關(guān)注?！皡^(qū)塊鏈”技術(shù)與大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等結(jié)合，衍生出更多的應用領(lǐng)域，同時新技術(shù)的結(jié)合給圖書館帶來新的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)。區(qū)塊鏈技術(shù)契合共享公共文化服務，特別契合圖書館智慧微服務發(fā)展的要素。區(qū)塊鏈技術(shù)可以在圖書館實現(xiàn)智能化管理多元化的信息資源，讓用戶平等獲取圖書館資源，促進資源的共享協(xié)同，為以用戶需求為導向，并向用戶提供全面感知、互聯(lián)互通的智慧微服務提供有力的支撐。本文以區(qū)塊鏈技術(shù)為出發(fā)點，將其融于圖書館智慧微服務模式，探其在圖書館智慧微服務過程中的可行性、智慧微服務功能體系框架、服務應用路徑以及應對區(qū)塊鏈技術(shù)的策略，展望區(qū)塊鏈技術(shù)在圖書館應用的前景等。

2 區(qū)塊鏈技術(shù)

2008 年，區(qū)塊鏈（Block Chain）概念由中本聰首次提出，目前尚未形成行業(yè)公認的區(qū)塊鏈定義。維基百科上“Block Chain”，直譯過來就是“由比特幣衍生出的一種加密貨幣序列交易的數(shù)據(jù)庫技術(shù)”。呂方婷[7]通過梳理已有的區(qū)塊鏈定義，總結(jié)了區(qū)塊鏈的3個基本要點：區(qū)塊鏈是一種數(shù)據(jù)塊；區(qū)塊鏈用于記錄數(shù)據(jù)；區(qū)塊鏈是一種記錄方式和記錄結(jié)構(gòu)。按照張耘[8]對區(qū)塊鏈技術(shù)的研究觀點，狹義的區(qū)塊鏈技術(shù)是一種按照時間順序?qū)?shù)據(jù)區(qū)塊以鏈條的方式組合成特定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并以密碼學方式保證不可篡改和不可偽造的去中心化共享總賬（Decentralized shared ledger）,能夠安全存儲簡單的、有先后關(guān)系的、能在系統(tǒng)內(nèi)驗證的數(shù)據(jù)。廣義的區(qū)塊鏈技術(shù)則是利用加密鏈式區(qū)塊結(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)、利用自動化腳本代碼（智能合約）來編程和操作數(shù)據(jù)的一種全新的去中心化基礎(chǔ)架構(gòu)與分布式計算范式。區(qū)塊鏈技術(shù)并不是一種單一的、全新的技術(shù)，而是多種現(xiàn)有技術(shù)（如加密算法、P2P文件傳輸?shù)龋┱系漠a(chǎn)物，這些技術(shù)與數(shù)據(jù)庫巧妙地結(jié)合在一起，形成了一種新的數(shù)據(jù)記錄、傳遞、存儲與呈現(xiàn)方式。

區(qū)塊鏈技術(shù)的核心特征是去中心化、共識機制、時間戳技術(shù)、數(shù)據(jù)安全機制。區(qū)塊鏈技術(shù)沒有中心的管制約束，記錄和存儲的權(quán)限分布在系統(tǒng)的各個節(jié)點，各個節(jié)點之間的地位是平等的，都是通過點對點的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)實現(xiàn)信息的驗證、管理、傳遞。一旦某一節(jié)點出現(xiàn)異?；蛟獾狡茐模到y(tǒng)仍能夠正常運行，保障了系統(tǒng)的安全性和可靠性。區(qū)塊鏈技術(shù)的共識機制借助于開源算法，系統(tǒng)運作規(guī)則公開、透明。系統(tǒng)中每個節(jié)點之間的數(shù)據(jù)交換無需相互信任，但是每筆交易都會被真實記錄，防止數(shù)據(jù)信息被控制、被篡改，減少了交易中的失信行為和偽冒交易行為的發(fā)生。區(qū)塊鏈采用時間戳技術(shù)，鏈式數(shù)據(jù)區(qū)塊結(jié)構(gòu)里面的時間維度，保證了數(shù)據(jù)信息的可追溯性。區(qū)塊鏈系統(tǒng)內(nèi)的交易數(shù)據(jù)信息分散在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的各個節(jié)點，單個數(shù)據(jù)的修改不會被認可，只要不是超過系統(tǒng)50%的數(shù)據(jù)控制能力，數(shù)據(jù)是無法被篡改的，有效保障了數(shù)據(jù)的安全。區(qū)塊鏈系統(tǒng)是開放的，用戶可以通過公開接口查詢數(shù)據(jù)信息，任意節(jié)點間的數(shù)據(jù)交換通過數(shù)字簽名技術(shù)進行驗證，增加了數(shù)據(jù)信息的透明度。

對區(qū)塊鏈最直接的理解就是內(nèi)部由數(shù)據(jù)區(qū)塊以鏈表的形式按照時間先后順序鏈接組成，運用密碼學原理防止去中心化賬本被偽造篡改。區(qū)塊鏈內(nèi)部的區(qū)塊包含區(qū)塊頭和區(qū)塊體，是一種特殊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，二者是區(qū)塊鏈的基本單元及數(shù)據(jù)信息存儲結(jié)構(gòu)。區(qū)塊鏈的結(jié)構(gòu)要素及形成過程如圖1所示。

圖1 區(qū)塊鏈的結(jié)構(gòu)要素及形成過程

區(qū)塊鏈中的每個數(shù)據(jù)區(qū)塊是由前一區(qū)塊的哈希值、本數(shù)據(jù)區(qū)塊的時間戳、隨機數(shù)及本區(qū)塊的哈希值樹四個要素組成。前一區(qū)塊的哈希值構(gòu)建本數(shù)據(jù)區(qū)塊與前一數(shù)據(jù)區(qū)塊的頭尾對應關(guān)系的一條鏈，時間戳保證了數(shù)據(jù)區(qū)塊存儲的時間順序，提供數(shù)據(jù)區(qū)塊存儲存在且不可篡改的證據(jù)，而且利用時間戳來重現(xiàn)歷史。隨機數(shù)Nonce在區(qū)塊中被稱為“礦”，它是工作量算法的計數(shù)器，提供了系統(tǒng)的計算能力。哈希值樹是各類存儲信息的秘鑰陣列，用戶有密碼才能獲取數(shù)據(jù)區(qū)塊下某些信息。

隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的迅猛發(fā)展以及在各個行業(yè)的廣泛應用，區(qū)塊鏈技術(shù)的應用將改變圖書館用戶群利用資源的方法、途徑，給圖書館的數(shù)據(jù)信息管理帶來新的思維，實現(xiàn)圖書館從傳統(tǒng)的信息服務向有價值的智慧微服務的變革，助推圖書館智慧微服務的新實踐。

3 區(qū)塊鏈技術(shù)與圖書館智慧微服務契合性分析

3.1 區(qū)塊鏈技術(shù)應用在圖書館智慧微服務中的可用性

區(qū)塊鏈技術(shù)讓網(wǎng)狀系統(tǒng)中的每個節(jié)點，使用密碼學原理生成相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)塊（Block）。每個數(shù)據(jù)塊包含了在某一時間段系統(tǒng)內(nèi)交易的全部數(shù)據(jù)，采用密碼學方法生成的秘鑰來驗證交易數(shù)據(jù)的有效性，用于鏈接下一個區(qū)塊。系統(tǒng)中的每個節(jié)點由一系列存儲信息的區(qū)塊鏈接而成，區(qū)塊鏈技術(shù)的實現(xiàn)是每一次操作，區(qū)塊在某個時間段交易信息的數(shù)據(jù)，和各個區(qū)塊按照時間的先后順序進行排列，形成整個區(qū)塊鏈的記錄情況。區(qū)塊鏈技術(shù)通過去中心化的管制方式形成網(wǎng)狀的鏈條相通，按照有序的時間排列，構(gòu)建記錄信息、交易信息、更新信息的分布式的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫。

圖書館擁有豐富的特色資源及需求資源種類豐富的用戶群，智慧微服務具有數(shù)量大、類型多、時效性強、精準度高等特征，在圖書館開展智慧微服務過程中會呈現(xiàn)出多樣性的問題。區(qū)塊鏈技術(shù)為圖書館智慧微服務提供了構(gòu)建基礎(chǔ)層的機會，在實際的圖書館智慧微服務中，通過用戶閱讀終端、門禁系統(tǒng)、射頻識別系統(tǒng)、感應器等設(shè)備，能夠?qū)τ脩羧盒袨樾畔?shù)據(jù)進行采集、整理、挖掘、分析，發(fā)現(xiàn)圖書館在資源管理、資源調(diào)配、用戶服務等方面存在的問題。同時圖書館在開展智慧微服務過程中，需要面臨用戶群信息采集、隱私管理策略、數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)價值等方面的現(xiàn)實問題。區(qū)塊鏈技術(shù)的出現(xiàn)，讓圖書館和用戶群都成為區(qū)塊鏈上的一個數(shù)據(jù)區(qū)塊。隨著開放共享資源政策的普及，區(qū)塊鏈理念融入圖書館智慧微服務，在數(shù)據(jù)信息選擇、用戶信息篩選、個性化服務方面以及圖書館信息安全、用戶隱私、資源利用等方面實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，讓具有價值的數(shù)據(jù)流向更高的數(shù)據(jù)區(qū)塊，推動資源建設(shè)、用戶群利用資源的最優(yōu)化。

3.2 區(qū)塊鏈技術(shù)在圖書館智慧微服務中的可行性

圖書館通過計算機系統(tǒng)等設(shè)備進行資源信息存儲，與區(qū)塊鏈技術(shù)存儲有價值的數(shù)據(jù)信息具有相似之處，二者保存的是數(shù)據(jù)信息或其他載體形式的記錄。圖書館智慧微服務過程中，用戶群與圖書館之間的互動、用戶與用戶之間的互動等產(chǎn)生的非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)信息逐漸增多，區(qū)塊鏈技術(shù)去中心化的特征及分布式網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的管理模式，改變了圖書館傳統(tǒng)的管理系統(tǒng)以處理結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)信息為主的方式，與圖書館在智慧微服務中需要處理非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)信息不謀而合。區(qū)塊鏈技術(shù)的共識機制成為智慧微服務為用戶群提供數(shù)據(jù)信息傳遞、資源共享、思想傳播的互動平臺。時間戳在節(jié)點上生成數(shù)據(jù)信息并存儲，保證數(shù)據(jù)信息的穩(wěn)定性、可追溯性，讓用戶獲得科學可靠的資源，為用戶間的信息交換提供穩(wěn)定的方式。大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等新技術(shù)的出現(xiàn)，圖書館智慧微服務對用戶動態(tài)行為數(shù)據(jù)的采集、分析、挖掘，使得用戶的隱私數(shù)據(jù)更容易暴露。如何合理界定用戶的隱私數(shù)據(jù)信息和非隱私數(shù)據(jù)信息，成為圖書館智慧服務研究的關(guān)鍵點。區(qū)塊鏈技術(shù)以網(wǎng)狀網(wǎng)絡的節(jié)點的形式存儲數(shù)據(jù)信息、各個節(jié)點處于均等的關(guān)系，能夠避開智慧服務過程中對用戶群數(shù)據(jù)信息的采集與存儲，避免因無法處理采集到用戶群隱私數(shù)據(jù)信息而給圖書館智慧服務工作帶來的不便，有效保障了用戶群隱私數(shù)據(jù)信息的安全。區(qū)塊鏈技術(shù)的核心特征適用于圖書館智慧微服務過程中的資源量大、數(shù)據(jù)類型復雜等現(xiàn)實問題。在智慧服務中融入?yún)^(qū)塊鏈理念，以區(qū)塊鏈技術(shù)為數(shù)據(jù)支撐，能突破智慧微服務的困境，為智慧微服務的發(fā)展注入新的活力。

4 圖書館用戶群智慧微服務需求

4.1 及時精準的微知識需求

圖書館傳統(tǒng)服務模式難以適應用戶群在區(qū)塊鏈技術(shù)下的圖書館智慧微服務需求，圖書館智慧微服務是以用戶群需求為導向的專業(yè)化、個性化及精準、及時的細粒度的微知識服務。區(qū)塊鏈技術(shù)是讓每個用戶都能夠參與數(shù)據(jù)庫的記錄，同時在圖書館豐富的電子資源、紙質(zhì)資源以及眾多結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)信息等基礎(chǔ)上進行分析、挖掘、融合，并結(jié)合用戶群的個人數(shù)據(jù)信息、行為記錄、興趣特征等進行聚合、關(guān)聯(lián)并預測分析。區(qū)塊鏈技術(shù)運用密碼學原理方式實現(xiàn)加密，保證用戶群的數(shù)據(jù)信息不被篡改。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡保障了數(shù)據(jù)信息的永久性，對不同用戶提供的微服務以區(qū)塊的形式存在。無論是用戶群在線上獲得的系統(tǒng)訪問、資源檢索、資源下載等數(shù)據(jù)信息，還是用戶群在線下獲得的行為記錄、場景位置等數(shù)據(jù)信息，用戶群隨時可以追溯，實現(xiàn)了個性化和精準化的智慧微服務。圖書館還可以利用館內(nèi)豐富資源數(shù)據(jù)中的靜態(tài)數(shù)據(jù)和外部網(wǎng)絡中的動態(tài)數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)，經(jīng)過區(qū)塊鏈技術(shù)的規(guī)范化處理推送給用戶群，進一步實現(xiàn)智慧微服務的深度拓展。

4.2 關(guān)聯(lián)的業(yè)務微服務需求

圖書館智慧微服務除了滿足用戶群個性化和精準化的微服務外，還能將用戶群反饋數(shù)據(jù)、用戶群行為記錄數(shù)據(jù)以及不同類型的終端設(shè)備數(shù)據(jù)信息進行關(guān)聯(lián)分析。如圖書館在某個時間、某個地點向用戶群推送某種智慧微服務，以及用戶群對推送微服務的反饋數(shù)據(jù)信息，這些數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中以區(qū)塊的形式存在，圖書館可以利用挖掘、關(guān)聯(lián)、聚合等計算方法，分析用戶群和推送微服務的某種聯(lián)系。區(qū)塊鏈技術(shù)進一步保證了用戶群和推送微服務信息的安全性，從而推動適應用戶群關(guān)聯(lián)業(yè)務的微服務模式的變革。

5 區(qū)塊鏈技術(shù)下的圖書館智慧微服務功能體系框架

5.1 圖書館智慧微服務功能體系框架

以區(qū)塊鏈技術(shù)為基礎(chǔ)，根據(jù)圖書館智慧微服務的現(xiàn)狀分析，通過對圖書館用戶群數(shù)據(jù)的收集、挖掘、融合、分析和發(fā)現(xiàn)，圖書館如何有效對用戶群的特征數(shù)據(jù)、行為記錄數(shù)據(jù)進行分析，并在復雜數(shù)據(jù)背后精準發(fā)現(xiàn)并預測用戶的行為習慣、真正需求，在圖書館和用戶群之間建立可互動交流、可資源共享的平臺，是開展圖書館智慧微服務切合用戶群需求的條件基礎(chǔ)。智慧微服務是通過對資源的再組織滿足不同用戶群的信息需求期望、搜索習慣和接受偏好等?；趨^(qū)塊鏈技術(shù)，實現(xiàn)圖書館對用戶群、信息資源、服務空間的融合和交互，保障圖書館資源的利用、知識傳播、微服務功能的發(fā)揮，實現(xiàn)圖書館和用戶群之間的互利互贏。利用區(qū)塊鏈技術(shù)特性，增強分布式環(huán)境下結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化資源的操作性和傳輸性，提高圖書館智慧微服務的服務質(zhì)量和可擴展性[9]?；谏鲜龇治觯恼聵?gòu)建了基于區(qū)塊鏈技術(shù)的圖書館智慧微服務功能體系框架，如圖2所示。

區(qū)塊鏈技術(shù)理念下的圖書館智慧微服務在運行過程中會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)來源、格式都存在很大差異。存儲這些數(shù)據(jù)時，圖書館可以利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和數(shù)字化信息技術(shù)對數(shù)據(jù)進行融合匯聚等，在分類、分析、處理后，逐步找到數(shù)據(jù)間隱藏的規(guī)律以及數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)規(guī)則，對圖書館的微服務功能進行調(diào)整，實現(xiàn)圖書館實時、高效的微服務，讓用戶群在這一過程中獲得信息資源、數(shù)據(jù)共享，并達到保護自身數(shù)據(jù)隱私的目的。

區(qū)塊鏈技術(shù)為圖書館智慧微服務提供了不同數(shù)據(jù)的分析基礎(chǔ)。大數(shù)據(jù)、“互聯(lián)網(wǎng)+”、人工智能、5G的出現(xiàn)，為區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展提供了機遇，也為基于區(qū)塊鏈技術(shù)的圖書館智慧微服務帶來了時代機遇。圖書館資源數(shù)據(jù)和用戶群數(shù)據(jù)間不是單一的循環(huán)關(guān)系，區(qū)塊鏈技術(shù)將智慧微服務和用戶群有機地聯(lián)系在一起，通過用戶群和圖書館、用戶群之間的交互，讓用戶群在任何時間、任何地點都能獲得需要的資源信息。利用區(qū)塊鏈技術(shù)可以識別不同用戶的信息資源需求、資源搜索偏好等，區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化、共識機制、時間戳技術(shù)、數(shù)據(jù)安全機制特點，保障了圖書館數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡控制系統(tǒng)等的安全性和可靠性。安全存儲用戶群的隱私數(shù)據(jù)，使得信息數(shù)據(jù)不被泄露，而且區(qū)塊鏈去中心化的機制，克服了圖書館傳統(tǒng)服務模式的不足，讓圖書館智慧微服務的覆蓋面越來越廣，優(yōu)化了圖書館智慧微服務的功能結(jié)構(gòu)，面向用戶群的智慧微服務推送變得越來越有針對性。

圖2 基于區(qū)塊鏈技術(shù)的圖書館智慧微服務功能體系框架

5.2 圖書館智慧微服務功能體系框架分析

區(qū)塊鏈技術(shù)下圖書館智慧微服務需要圖書館相應的資源保障，本文將圖書館資源分為資源數(shù)據(jù)、用戶群數(shù)據(jù)、業(yè)務數(shù)據(jù)。資源數(shù)據(jù)包括電子資源數(shù)據(jù)、紙質(zhì)資源數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡資源數(shù)據(jù)，用戶群數(shù)據(jù)包括用戶特征數(shù)據(jù)、用戶行為數(shù)據(jù)，業(yè)務數(shù)據(jù)包括監(jiān)控數(shù)據(jù)、資源利用數(shù)據(jù)。圖書館蘊藏海量的信息資源，作為信息資源的中心，圖書館智慧微服務及時響應用戶群需求的變化，服務于用戶群體，打破傳統(tǒng)的“信息資源孤島”，切實解決圖書館發(fā)展過程中用戶群信息安全、信息資源共享等問題。在信息資源范圍內(nèi)引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)，通過資源的組織，結(jié)合數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡控制系統(tǒng)以及管理控制系統(tǒng)等，筆者總結(jié)出了圖書館信息資源數(shù)據(jù)、用戶群數(shù)據(jù)及業(yè)務數(shù)據(jù)的內(nèi)容、來源和分析方法，如表1所示。

5.2.1 基礎(chǔ)設(shè)施層

基礎(chǔ)設(shè)施層處于整個功能體系框架的最底層，提供圖書館智慧微服務的軟硬件設(shè)施，是整個體系框架的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)支撐?；A(chǔ)設(shè)施層主要包括圖書館信息資源數(shù)據(jù)、用戶群數(shù)據(jù)、智慧計算中心及物聯(lián)網(wǎng)中心等。智慧計算中心的計算設(shè)備以分布式的服務器節(jié)點提供區(qū)塊鏈操作的計算環(huán)境；備份軟件設(shè)備主要用來存儲區(qū)塊數(shù)據(jù)、鏈式結(jié)構(gòu)、信息數(shù)字資源以及其他相關(guān)數(shù)據(jù)等，圖書館常見的存儲設(shè)備有數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和文件管理系統(tǒng)；網(wǎng)絡系統(tǒng)為區(qū)塊鏈節(jié)點提供通信環(huán)境，以實現(xiàn)區(qū)塊交易、區(qū)塊查詢等區(qū)塊數(shù)據(jù)傳輸工作，包括路由器、交換機等；利用物聯(lián)網(wǎng)中心的RFID、身份識別、無線傳感設(shè)備，進行用戶群的特征數(shù)據(jù)和行為數(shù)據(jù)的采集、抓取和識別，通過區(qū)塊鏈分布式管理和監(jiān)測，實現(xiàn)圖書館智慧微服務的動態(tài)推送、監(jiān)測用戶群需求動態(tài)，讓智慧微服務真正融入到用戶群的學習科研過程中，實現(xiàn)圖書館信息資源共享和智慧微服務的匯聚和管理。

表1 資源數(shù)據(jù)的來源和分析方法

5.2.2 控制層

區(qū)塊鏈技術(shù)為圖書館信息資源共享、安全存儲用戶群數(shù)據(jù)的管理方法，提供了一種新的運作模式。隨著用戶群對信息資源需求的期望的轉(zhuǎn)變，用戶群希望獲得信息的類型、方式等發(fā)生深刻變化，區(qū)塊鏈技術(shù)通過其固有的運行機制，克服了傳統(tǒng)技術(shù)的不足，實現(xiàn)信息的及時、動態(tài)的傳播。數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)采用區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化特征，使用加密技術(shù)對相應的數(shù)據(jù)進行加密，針對不同用戶群采用識別技術(shù)對區(qū)塊數(shù)據(jù)進行公開，有效保障資源數(shù)據(jù)和用戶群數(shù)據(jù)的安全性。用戶群獲取信息資源體驗，提供個人特征信息和行為記錄信息是首要條件。如何保護用戶群隱私和實現(xiàn)用戶群的資源體驗之間的矛盾一直以來都是圖書館服務過程中的痛點。網(wǎng)絡控制系統(tǒng)采用區(qū)塊鏈技術(shù)的共識機制，防止用戶群數(shù)據(jù)被篡改，可以保證其特征信息和行為記錄信息的安全。網(wǎng)絡學習將成為圖書館智慧微服務重要的一部分，用戶群如何實現(xiàn)自主學習、交流互動、自主管理、學習記錄的存儲、讀取等也成為焦點問題。區(qū)塊鏈技術(shù)采用時間戳技術(shù)、分布式管理、跨區(qū)域調(diào)用的管理模式有效解決這一難題，讓用戶群成為數(shù)據(jù)的主人，而且確認數(shù)據(jù)的來源、保護自身數(shù)據(jù)不被篡改，用戶群結(jié)合自身資源需求實現(xiàn)自我學習和管理。 圖書館智慧微服務和區(qū)塊鏈理念的結(jié)合，改變傳統(tǒng)的服務應用手段，形成可持續(xù)發(fā)展，推動資源的共建。

5.2.3 數(shù)據(jù)層

圖書館智慧服務具有資源類型復雜多樣、響應速度快等特點。數(shù)據(jù)層定義了資源的存儲和管理模式，進一步增強異構(gòu)資源的互操作性，提供智慧微服務的核心模塊，主要包括區(qū)塊結(jié)構(gòu)、鏈式結(jié)構(gòu)、交易結(jié)構(gòu)和數(shù)字簽名。區(qū)塊結(jié)構(gòu)主要記錄不同時間內(nèi)的交易信息，包括圖書館不同類型的信息資源記錄，如音頻、視頻、文本等。所有的操作通過區(qū)塊鏈式結(jié)構(gòu)交易完成，不僅包括圖書館信息資源的獲取、資源檢索、下載，而且記錄了資源的交易信息，并且隔一段時間就通過共識算法生成新的區(qū)塊，鏈接在區(qū)塊鏈的尾部。交易結(jié)構(gòu)主要包括發(fā)方與接方的地址信息、數(shù)據(jù)索引值、哈希值等，數(shù)字簽名完成每筆交易的簽名，保證交易的完整性，實現(xiàn)圖書館智慧微服務對復雜多樣資源的統(tǒng)一管理、存儲、交互。

5.2.4 網(wǎng)絡層

隨著開放資源、開放數(shù)據(jù)時代的到來，圖書館創(chuàng)建特色資源庫、發(fā)展自身特色數(shù)據(jù)庫是未來的發(fā)展趨勢。而區(qū)塊鏈技術(shù)在圖書館的應用將改變用戶群利用圖書資源的渠道、方式，實現(xiàn)從圖書資源服務向知識微服務的變革。區(qū)塊鏈理念下的圖書館智慧微服務讓價值高的數(shù)據(jù)流向更高的區(qū)塊。基于區(qū)塊鏈技術(shù)的圖書館智慧微服務體系框架的網(wǎng)絡層提供路由機制、共識機制、傳播機制及校驗機制的功能，分布式的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)采用去中心化的服務節(jié)點，提高了網(wǎng)絡系統(tǒng)的可擴展性。智慧微服務不再僅僅是圖書館和用戶群的服務與被服務關(guān)系，而是知識的相互傳播、成果的交流和互動。共識機制是多個節(jié)點對數(shù)據(jù)、行為或流程等，相互達成認可協(xié)議，每個節(jié)點存儲數(shù)據(jù)是獨立的、平等的，共識機制保證了數(shù)據(jù)存儲的一致性。而傳播機制則提升了用戶群對圖書館的信任度。校驗機制主要驗證區(qū)塊或交易數(shù)據(jù)的有效性，每個節(jié)點在收到區(qū)塊或交易數(shù)據(jù)時，都需從結(jié)構(gòu)、簽名、算法等方面驗證其有效性，從而避免因無效數(shù)據(jù)的傳輸而浪費網(wǎng)絡資源。

5.2.5 應用層

工信部對區(qū)塊鏈的定義可以表述為一種在對等網(wǎng)絡環(huán)境下，通過透明和可信規(guī)則，構(gòu)建不可偽造、不可篡改和可追溯的塊鏈式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)和管理事務處理的模式[10-11]。應用層是智慧微服務的交互端口，區(qū)塊鏈技術(shù)的出現(xiàn)，讓用戶群體驗智慧知識感知、個人信息定制、專題服務、個性化推送、用戶隱私等微服務。通過區(qū)塊鏈采用多重加密方式保障數(shù)據(jù)不會被篡改，鏈式結(jié)構(gòu)讓數(shù)據(jù)可追溯，而分布式網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)可保證數(shù)據(jù)的永久性。不同節(jié)點間的數(shù)據(jù)可能有重疊現(xiàn)象，但是每個用戶的服務區(qū)塊鏈是不相同的，可為用戶群提供相對獨立、可重用、知識性、場景性、實時性的模塊化微服務，滿足用戶群對不同時空信息需求期望、資源搜索習慣及信息接受偏好，充分體現(xiàn)圖書館智慧微服務個性化和精準化的特點。

多層次的圖書館智慧微服務體系框架保證了該體系在區(qū)塊鏈技術(shù)下的適應性和拓展性，通過對圖書館資源與用戶群數(shù)據(jù)等要素的細化、分層等，促使用戶群在信息需求驅(qū)動下主動訪問圖書館資源。圖書館利用基礎(chǔ)設(shè)施捕獲用戶群訪問圖書館過程中產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)，獲取用戶群在網(wǎng)絡平臺上產(chǎn)生的用戶行為信息數(shù)據(jù)，融合區(qū)塊鏈技術(shù)的微服務對信息數(shù)據(jù)的整合與發(fā)現(xiàn)，將圖書館與用戶群、用戶與用戶間的交互有機結(jié)合在一起，實現(xiàn)圖書館與用戶間的全方位交互，有助于實現(xiàn)用戶自主化管理，如注冊、登錄、學習、交流、共享等，并預測用戶群的個性化信息需求。這些基于區(qū)塊鏈技術(shù)收集的數(shù)據(jù)無需再經(jīng)過圖書館管理系統(tǒng)后臺的操作與監(jiān)控，保證了數(shù)據(jù)的安全性和可靠性，實現(xiàn)用戶群從獲取知識到創(chuàng)新知識的轉(zhuǎn)型，據(jù)此形成了如圖3所示的基于區(qū)塊鏈技術(shù)的圖書館智慧微服務應用路徑。

圖3 基于區(qū)塊鏈技術(shù)的圖書館智慧微服務應用路徑

如圖3所示，基于圖書館資源導航、學科服務、專題服務、信息定制等功能，圖書館用戶群可以進行互動交流、資源共享等智慧微服務?；趨^(qū)塊鏈的區(qū)塊鏈式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、加密算法等技術(shù)保護用戶群隱私，能解決圖書館資源存儲的穩(wěn)定性和安全性問題。通過對用戶群數(shù)據(jù)進行計算，運用哈希函數(shù)進行數(shù)據(jù)簽名，用戶首先將簽名信息提交給驗證節(jié)點進行驗證，檢查從區(qū)塊鏈層下載數(shù)據(jù)是否同步。若驗證通過，將用戶群簽名及對應的數(shù)據(jù)信息進行解密形成原始數(shù)據(jù)，否則，以哈希函數(shù)重新進行計算。原始數(shù)據(jù)利用新密鑰加密后形成區(qū)塊數(shù)據(jù)，形成區(qū)塊鏈層進行存儲，成為可追溯、可驗證的有效數(shù)據(jù)，由用戶授權(quán)后，實現(xiàn)圖書館智慧微服務的應用。整個應用路徑是基于區(qū)塊鏈技術(shù)的關(guān)鍵特征設(shè)計，提升圖書館智慧微服務的價值，讓用戶群信息資源共享及時高效，滿足用戶群需求的多樣性、獨特性，使圖書館成為組織的管理者，對內(nèi)是信息資源的評價者，對外則是信息資源的推介者。

6 圖書館智慧微服務如何應對區(qū)塊鏈技術(shù)的到來

6.1 加強區(qū)塊鏈技術(shù)的理論研究

區(qū)塊鏈技術(shù)是新興的數(shù)據(jù)庫技術(shù)，在各個研究領(lǐng)域被認為是繼大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)后又一顛覆性技術(shù)。區(qū)塊鏈具有去中心化、共識機制、時間戳技術(shù)等核心特征，其研究將對各領(lǐng)域產(chǎn)生重塑性價值。2018年2月26日《人民日報》17 版“經(jīng)濟周刊”用《三問區(qū)塊鏈》、《做數(shù)字經(jīng)濟領(lǐng)跑者》和 《抓住區(qū)塊鏈這個機遇》3 篇文章整版報道了區(qū)塊鏈，表明主流媒體對區(qū)塊鏈技術(shù)的關(guān)注。新型技術(shù)的到來以及圖書館所處環(huán)境的變化，用戶群對獲得的信息資源、接受的認知時刻在發(fā)生著變化。如何及時捕捉用戶群信息資源接受期望、有效保障用戶群隱私以及數(shù)據(jù)的可靠性和安全性，使智慧微服務在圖書館深入進行，區(qū)塊鏈技術(shù)能夠較好地解決這些問題。圖書館應采取積極行動加強對區(qū)塊鏈技術(shù)的研究，追蹤區(qū)塊鏈技術(shù)的研究報告，組織相關(guān)專家進行區(qū)塊鏈技術(shù)的專題講座，助力圖書館智慧微服務模式更上一個臺階。

6.2 探索區(qū)塊鏈技術(shù)在圖書館領(lǐng)域的應用

區(qū)塊鏈技術(shù)給圖書館用戶群提供可靠、安全的方法獲取信息資源，有效追溯數(shù)據(jù)來源，保護用戶數(shù)據(jù)隱私。印度圖書館學家阮岡納贊在其著作《圖書館學五定律》中指出“圖書館是一個不斷生長的有機體”[12]，讓圖書館有機體不斷生長的就是新型技術(shù)。圖情領(lǐng)域應密切關(guān)注區(qū)塊鏈技術(shù)的研究應用，保持敏銳的嗅覺，讓區(qū)塊鏈技術(shù)與圖書館智慧微服務體系構(gòu)建理念相契合，積極探索區(qū)塊鏈技術(shù)的前沿應用。

6.3 加強圖書館領(lǐng)域區(qū)塊鏈技術(shù)人才培養(yǎng)力度

區(qū)塊鏈技術(shù)是一項新型技術(shù)，如何更好地將區(qū)塊鏈技術(shù)融合到圖書館智慧微服務過程中，需要圖書館主動介入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)的研發(fā)并開展研究工作，加強圖書館區(qū)塊鏈技術(shù)人才培養(yǎng)勢在必行。圖書館有必要在部門機構(gòu)調(diào)整及職位設(shè)置中，加強區(qū)塊鏈技術(shù)人才的培養(yǎng)。借鑒國內(nèi)外區(qū)塊鏈技術(shù)在圖書館領(lǐng)域的成功應用實踐經(jīng)驗，開展區(qū)塊鏈技術(shù)專題講座，鼓勵館員加強對區(qū)塊鏈技術(shù)的學習，組織參觀學習、交流等，以專業(yè)預測用戶群需求、凝練區(qū)塊鏈技術(shù)人才培養(yǎng)方向，為區(qū)塊鏈技術(shù)在圖書館的廣泛應用儲備復合型人才。

6.4 共建共享圖書館優(yōu)勢資源

開放資源、開放數(shù)據(jù)政策的普及，圖書館用戶群信息資源的需求呈現(xiàn)出個性化、多樣化、復雜化的趨勢，圖書館發(fā)展特色數(shù)據(jù)庫和自建數(shù)據(jù)庫是大勢所趨。基于區(qū)塊鏈技術(shù)的圖書館智慧微服務模式，將信息資源分布式存儲在不同的區(qū)塊中，通過點對點的傳播方式，推動圖書館優(yōu)勢資源的共建共享。

6.5 積極構(gòu)建圖書館知識庫平臺

圖書館開發(fā)自身知識庫，將科研成果構(gòu)筑在知識庫內(nèi)，利用區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建圖書館知識庫平臺。區(qū)塊鏈技術(shù)克服了需進行權(quán)限驗證的傳統(tǒng)集中的管理模式，采取去中心化和分布式存儲的方式，讓用戶群可以隨時隨地在靈活、自由的圖書館知識庫平臺獲得訪問知識庫的權(quán)限。這將節(jié)省層層審批和授權(quán)的時間，提升圖書館智慧微服務的價值。圖書館應結(jié)合大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)挖掘等，預測用戶群資源需求，打造精準的圖書館智慧微服務模式。

7 結(jié)論與展望

一種新興技術(shù)的出現(xiàn)，必將給各個領(lǐng)域帶來新的發(fā)展機遇。區(qū)塊鏈技術(shù)的到來，引起了圖書館界的高度關(guān)注。與傳統(tǒng)的圖書館服務模式相比，基于區(qū)塊鏈技術(shù)的圖書館智慧微服務具有效率高、數(shù)據(jù)來源可靠、安全性高的優(yōu)勢。但是目前區(qū)塊鏈技術(shù)在圖書館的應用并不成熟，管理方法以及執(zhí)行流程有待改進，造成了用戶群的隱私管理、獲取資源缺乏機動性等問題。在面臨技術(shù)變革時，圖書館有必要加強對區(qū)塊鏈技術(shù)的研究，適應國家發(fā)展戰(zhàn)略的要求，并以此為契機，在區(qū)塊鏈標準制定、服務創(chuàng)新等方面逐步從設(shè)備、軟件等硬件層面轉(zhuǎn)到技術(shù)層面上，實現(xiàn)新興技術(shù)環(huán)境下的圖書館領(lǐng)域研究的重大突破。本文基于區(qū)塊鏈技術(shù)理念給出了圖書館智慧微服務的體系框架，為改變圖書館現(xiàn)有的服務模式提供了新的思路，以期助力圖書館智慧微服務的有效發(fā)展。鑒于圖書館智慧微服務未能緊跟區(qū)塊鏈技術(shù)的出現(xiàn)而及時做出調(diào)整，本文的不足是沒有對圖書館智慧微服務功能體系進行實證研究，今后需要在此基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化功能體系結(jié)構(gòu)，對用戶群的需求進行資源有效配置，滿足用戶群的資源接受期望。筆者也希望圖書館研究領(lǐng)域在面臨技術(shù)變革時，嘗試從設(shè)備、軟件轉(zhuǎn)換到技術(shù)層面，促使圖書館智慧微服務功能實踐緊跟技術(shù)前沿，助力智慧微服務的發(fā)展。