基于區(qū)塊鏈技術(shù)的圖書館智慧微服務(wù)研究

賈竹青

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈技術(shù);圖書館;智慧微服務(wù);功能體系

摘 要：作為一項顛覆性新技術(shù)，區(qū)塊鏈技術(shù)在圖書館打造智慧服務(wù)的過程中發(fā)揮了非常關(guān)鍵的作用。文章分析了圖書館智慧微服務(wù)的相關(guān)功能，嘗試利用區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建全新的圖書館智慧微服務(wù)功能體系。

中圖分類號：G250文獻標識碼：A文章編號：1003-1588（2021）03-0108-03

1 背景

區(qū)塊鏈技術(shù)是大數(shù)據(jù)、人工智能、云計算等先進技術(shù)之后的又一重要技術(shù)，其誕生源于比特幣的開發(fā)，但此前并未引發(fā)學(xué)界重視。直至2015年，Linux基金會提出要開啟Hyperledger開源區(qū)塊鏈項目，從而更好地將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用到各個行業(yè)中，區(qū)塊鏈技術(shù)由此逐漸進入普羅大眾的視野。我國于2016年年底發(fā)布了《中國區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展白皮書》，肯定了區(qū)塊鏈技術(shù)的意義和應(yīng)用前景，并表示將予以政策支持。此后一年，騰訊捷足先登發(fā)布了可信區(qū)塊鏈平臺TrustSQL，其目的在于將區(qū)塊鏈應(yīng)用于企業(yè)發(fā)展。目前，區(qū)塊鏈技術(shù)不僅引起了國家相關(guān)部門的重視，同時，作為一種全新的塊鏈式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其應(yīng)用場景越來越豐富，也衍生出了許多新的應(yīng)用形式，正在逐漸改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)、生活方式。對于圖書館而言，區(qū)塊鏈技術(shù)可以加快推進圖書館實現(xiàn)智能化和智慧化，推動文獻資源的快速、便捷共享，充分滿足用戶的多元化需求，為圖書館智慧微服務(wù)提供了堅實的技術(shù)支撐。

2 區(qū)塊鏈技術(shù)的概念和特征

2.1 區(qū)塊鏈技術(shù)的概念

區(qū)塊鏈技術(shù)（BlockChain）的提出者是本聰，他于2008年首次闡述了區(qū)塊鏈的基本內(nèi)容。但是，直至今日，學(xué)術(shù)界對于區(qū)塊鏈技術(shù)的概念依然沒有形成公認的定義。部分知識網(wǎng)站將區(qū)塊鏈技術(shù)論述為比特幣衍生出的加密貨幣序列交易的數(shù)據(jù)庫技術(shù)，我國有學(xué)者將區(qū)塊鏈技術(shù)定義為可以記錄數(shù)據(jù)的一種方式和結(jié)構(gòu)。也有研究人員將區(qū)塊鏈技術(shù)定義為一種按照時間順序?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(xué)方式保證不可篡改和不可偽造的去中心化共享總賬，其特點是存儲更加便捷、安全，數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系更加緊密，系統(tǒng)內(nèi)部的安全驗證更加可靠。還有學(xué)者從廣義角度給區(qū)塊鏈技術(shù)下定義，他們認為區(qū)塊鏈技術(shù)其實是一種利用加密鏈式區(qū)塊結(jié)構(gòu)驗證與存儲數(shù)據(jù)、利用分布式節(jié)點共識算法生成和更新數(shù)據(jù)、利用自動化腳本代碼（智能合約）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。

筆者認為，區(qū)塊鏈技術(shù)之所以能夠得到廣泛認可和應(yīng)用，其主要原因在于其不單純利用某一種技術(shù)，而是將包括加密算法、P2P文件傳輸在內(nèi)的多種全新技術(shù)進行融合，從而打造出一種集記錄、傳遞、存儲、利用于一體的新技術(shù)。

2.2 區(qū)塊鏈技術(shù)的特征

區(qū)塊鏈技術(shù)具有諸多優(yōu)勢，同時也具備多種特征，其中比較核心的特征是去中心化、共識機制、時間戳技術(shù)等。

2.2.1 去中心化。區(qū)塊鏈技術(shù)不像其他技術(shù)，沒有特定的數(shù)據(jù)中心進行管制，對數(shù)據(jù)的記錄和存儲權(quán)限分散于多個節(jié)點，且每一個節(jié)點之間的地位是平等的，彼此不是邊緣與中心的關(guān)系，而是平等的網(wǎng)狀分布。在數(shù)據(jù)的驗證、管理、應(yīng)用過程中，如果某一個節(jié)點出現(xiàn)問題，并不會影響數(shù)據(jù)的整體運行，從而保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全。

2.2.2 共識機制。區(qū)塊鏈技術(shù)通常使用開源算法，該算法的優(yōu)勢在于運行過程更加透明化。系統(tǒng)的每一個節(jié)點都可以實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)交換，保持更便捷的數(shù)據(jù)交換路徑，其原因在于共識機制下的數(shù)據(jù)交換不需要相互信任，但只要產(chǎn)生交易，相關(guān)情況就會被詳細記錄下來，因此數(shù)據(jù)被第三方惡意操控、篡改的可能性幾乎為零，從而確保數(shù)據(jù)信息的真實性和安全性。

2.2.3 時間戳技術(shù)。時間戳技術(shù)進一步保證了數(shù)據(jù)信息的可追溯性，同時，其數(shù)據(jù)分布在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的每一個節(jié)點，只要修改的數(shù)據(jù)總量沒有達到所有數(shù)據(jù)的50%，數(shù)據(jù)就處于安全、不可篡改的狀態(tài)。由于區(qū)塊鏈系統(tǒng)隨時保持開放，用戶可以通過公開的接口查詢相關(guān)數(shù)據(jù)，但查詢過程要進行數(shù)字簽名認證，既保證了數(shù)據(jù)的公開透明，又安全可靠。

綜上所述，區(qū)塊鏈技術(shù)越成熟，其應(yīng)用范圍就會越廣泛。對于圖書館而言，區(qū)塊鏈技術(shù)為所有用戶提供了一種便捷獲取資源的方式，同時也為圖書館提供了一種數(shù)據(jù)管理的新方法，促使圖書館智慧微服務(wù)實現(xiàn)新變革，探索更加可行、有效的服務(wù)新模式。

3 區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于圖書館智慧微服務(wù)的可用性和可行性分析

3.1 區(qū)塊鏈技術(shù)的可用性

圖書館的各類資源內(nèi)容豐富，服務(wù)的用戶也多種多樣，智慧微服務(wù)的目的在于通過智慧化的服務(wù)理念和形式，為不同用戶提供數(shù)量豐富、類型多樣、及時便捷、針對性強的文獻資源，因此，圖書館結(jié)合不同用戶群體，需要解決的重點問題是多樣性問題。區(qū)塊鏈技術(shù)去中心化的管制方式為圖書館的智慧微服務(wù)體系構(gòu)建解決了基礎(chǔ)層技術(shù)問題。具體而言，圖書館在提供智慧微服務(wù)時，可以將用戶線上閱讀終端數(shù)據(jù)、圖書館門禁系統(tǒng)數(shù)據(jù)、射頻識別系統(tǒng)數(shù)據(jù)等信息進行有效記錄。同時，圖書館應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)，用戶的基本信息、隱私管理、數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)價值等各種要素信息都能被詳細記錄下來。這些收集而來的數(shù)據(jù)被納入?yún)^(qū)塊鏈數(shù)據(jù)網(wǎng)中的某一個節(jié)點，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的整理、分析、篩選、利用，使真正符合用戶需求且具有較高價值的文獻數(shù)據(jù)流向更高的數(shù)據(jù)區(qū)域，最終實現(xiàn)圖書館智慧微服務(wù)功能的個性化，加速實現(xiàn)圖書館資源利用的最優(yōu)化。

3.2 區(qū)塊鏈技術(shù)的可行性

圖書館提供智慧微服務(wù)也會面臨一系列的問題，應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)解決這些問題具有可行性：一是區(qū)塊鏈技術(shù)去中心化的特點契合智慧微服務(wù)需要處理非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)信息的要求。區(qū)塊鏈技術(shù)的共識機制也為智慧微服務(wù)的用戶提供了一個可以分享信息、共建資源、傳播思想的平臺。二是時間戳所存儲的數(shù)據(jù)更加穩(wěn)定、可追溯，用戶不僅能夠快速得到想要的文獻資源，也方便了用戶之間的信息交流。三是大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)在圖書館服務(wù)方面得到了綜合應(yīng)用，同時也帶來了隱私暴露、數(shù)據(jù)泄露等問題。區(qū)塊鏈技術(shù)可以更加準確、全面、科學(xué)地界定用戶隱私數(shù)據(jù)和非隱私數(shù)據(jù)，在存儲數(shù)據(jù)的過程中利用節(jié)點儲存、權(quán)限均等的原理，促使采集的數(shù)據(jù)是圖書館真正需要利用的數(shù)據(jù)，避免過度收集用戶數(shù)據(jù)，使用戶數(shù)據(jù)更加安全，服務(wù)更有針對性。

4 基于區(qū)塊鏈技術(shù)的圖書館智慧微服務(wù)體系分析

圖書館要想更好地提供智慧微服務(wù)，先要有豐富的文獻資源，因此，基于區(qū)塊鏈技術(shù)的圖書館智慧微服務(wù)應(yīng)將資源數(shù)據(jù)作為建設(shè)的重點之一。筆者認為，圖書館資源數(shù)據(jù)可被細分為文獻數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)三大塊。整個區(qū)塊鏈技術(shù)下的圖書館智慧微服務(wù)功能體系包括基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)控制層、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)層、個性應(yīng)用層，在各個層級之間依靠區(qū)塊鏈技術(shù)實現(xiàn)資源的高效組織，達到數(shù)據(jù)的穩(wěn)定控制、網(wǎng)絡(luò)的快速連接，滿足用戶的信息需求，確保信息數(shù)據(jù)的安全，實現(xiàn)資源共享。

4.1 基礎(chǔ)設(shè)施層

4.1.1 配備基礎(chǔ)性軟硬件?；A(chǔ)設(shè)施層主要提供智慧微服務(wù)所需的基本的軟硬件，也是體系的基本保障。在基礎(chǔ)設(shè)施層，圖書館需要構(gòu)建智慧計算中心，在硬件方面引入分布式服務(wù)器等相關(guān)設(shè)備，從而為區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用奠定設(shè)備基礎(chǔ);在軟件方面主要通過備份軟件設(shè)備存儲所需的數(shù)據(jù)和文獻。

4.1.2 應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及物聯(lián)網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要為區(qū)塊鏈技術(shù)的節(jié)點網(wǎng)絡(luò)提供通信支持，最終實現(xiàn)區(qū)塊之間的交易、查詢、傳輸無障礙、快響應(yīng)。圖書館還應(yīng)配合應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，依靠RFID、身份識別、無線傳感設(shè)備等技術(shù)和設(shè)施，收集和上傳用戶的相關(guān)信息和行為數(shù)據(jù)，依靠區(qū)塊鏈分布式管控，為圖書館智慧微服務(wù)提供源源不斷的信息數(shù)據(jù)，為智慧微服務(wù)滿足用戶動態(tài)需求提供及時參考和推送指引。

4.2 數(shù)據(jù)控制層

4.2.1 精準控制用戶資源。區(qū)塊鏈技術(shù)對資源的控制更加精準，區(qū)塊鏈技術(shù)去中心化的特征使圖書館在利用區(qū)塊鏈技術(shù)后能夠根據(jù)不同用戶的需求及時公開用戶所需的資源區(qū)塊，既保證了用戶能高效利用文獻資源，也確保了用戶獲取信息的便利性。

4.2.2 保證用戶信息安全。智慧微服務(wù)數(shù)據(jù)控制過程充分利用區(qū)塊鏈技術(shù)中的去中心化特征，將用戶的所有信息和數(shù)據(jù)納入加密系統(tǒng)，同時區(qū)分不同用戶群體，有針對性地公開區(qū)塊節(jié)點上的數(shù)據(jù)，確保用戶數(shù)據(jù)和資源數(shù)據(jù)安全可靠。

4.2.3 保障網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全。智慧微服務(wù)將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)視為關(guān)鍵技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)是智慧微服務(wù)的重要形式和途徑，用戶通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)獲得圖書館提供的各類資源和知識，其中產(chǎn)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、交流數(shù)據(jù)等都會成為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的一部分。區(qū)塊鏈技術(shù)中的時間戳技術(shù)綜合應(yīng)用分布式管理，不同節(jié)點之間可互換模式，徹底解決數(shù)據(jù)容易被篡改、用戶資源難以得到有效保障等問題。

4.3 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)層

4.3.1 實現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理。圖書館智慧微服務(wù)功能體系中的服務(wù)內(nèi)容較多，且種類復(fù)雜，對資源推送的速度有一定的要求。區(qū)塊鏈技術(shù)下的數(shù)據(jù)層對資源的存儲和管理方式進行了改良，具體表現(xiàn)為對異構(gòu)資源進行互動性傳輸和應(yīng)用，同時為圖書館智慧微服務(wù)打造集合區(qū)塊結(jié)構(gòu)、鏈式結(jié)構(gòu)、交易結(jié)構(gòu)的數(shù)字簽名系統(tǒng)。區(qū)塊結(jié)構(gòu)的作用是收集所有用戶在圖書館留下的信息，并定期轉(zhuǎn)化為節(jié)點數(shù)據(jù)，在區(qū)塊鏈上進行布置。交易結(jié)構(gòu)則針對用戶與圖書館之間的信息交互過程中產(chǎn)生的地址信息、數(shù)據(jù)索引值、哈希值等進行簽名認證，從而確保了交易過程能夠完整留下痕跡并被詳細記錄下來，保證圖書館智慧微服務(wù)能夠滿足不同用戶的資源需求。

4.3.2 提升網(wǎng)絡(luò)可擴展性。區(qū)塊鏈技術(shù)背景下，圖書館智慧微服務(wù)的服務(wù)框架采用的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)包括路由機制、共識機制、傳播機制和校驗機制，這些機制的綜合應(yīng)用形成了一套擴展性更好的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)流程。應(yīng)用這套網(wǎng)絡(luò)服務(wù)機制，圖書館用戶在享受智慧微服務(wù)時，中心化的特征將被大大削弱，圖書館與用戶之間不再是單向輸出和傳播，而是變成相互交流的雙向互動機制。每個節(jié)點的數(shù)據(jù)之間采用平等、獨立的交互機制，傳播過程更具信任度。校驗環(huán)節(jié)通過區(qū)塊交易數(shù)據(jù)驗證，從而更加便捷、安全，最終提升圖書館智慧微服務(wù)網(wǎng)絡(luò)資源的利用率，解決了資源無效傳輸導(dǎo)致的浪費問題。

4.4 個性應(yīng)用層

4.4.1 為用戶提供獨立服務(wù)區(qū)塊。智慧微服務(wù)體系下，圖書館要為用戶提供個性化服務(wù)，可以依靠區(qū)塊鏈技術(shù)打造集感知、定制、推送、隱私于一體的智慧型線上服務(wù)項目。每個用戶獨立應(yīng)用一個區(qū)塊鏈節(jié)點，避免了用戶數(shù)據(jù)和服務(wù)資源之間的重疊和消耗，為用戶提供了獨立、豐富、便捷的模塊微服務(wù)。此外，區(qū)塊鏈技術(shù)能夠促使圖書館結(jié)合用戶個人的喜好、習(xí)慣定制和推送信息，實現(xiàn)智慧微服務(wù)的個性化。

4.4.2 為用戶提供自主化管理。傳統(tǒng)圖書館服務(wù)管理需要用戶進行注冊，用戶注冊后的登錄、學(xué)習(xí)、交流等數(shù)據(jù)都需要經(jīng)過管理系統(tǒng)后臺才能實現(xiàn)，既浪費了服務(wù)資源，又降低了服務(wù)響應(yīng)速度。區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于圖書館智慧微服務(wù)后，將對基礎(chǔ)設(shè)備收集的數(shù)據(jù)進行再分析、再處理，交由區(qū)塊節(jié)點儲存后通過雙向交互功能授予用戶自主管理權(quán)限，用戶的注冊、登錄、學(xué)習(xí)、互動等環(huán)節(jié)可由用戶自主操作，數(shù)據(jù)不再經(jīng)過圖書館管理系統(tǒng)后臺，可打造全新的智慧微服務(wù)管理方式。

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（編校：崔 萌）