基于區(qū)塊鏈的圖書館數(shù)字化協(xié)作信任管理模型構(gòu)建研究

摘要：區(qū)塊鏈技術(shù)為圖書館數(shù)字化協(xié)作提供了安全可靠的數(shù)據(jù)管理工具。基于區(qū)塊鏈的圖書館數(shù)字化協(xié)作信任管理就是解決各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的信任問題，建立信任機(jī)制，滿足不同參與主體信息資源之間的安全互操作。文章在分析基于區(qū)塊鏈的圖書館數(shù)字化協(xié)作信任管理機(jī)制的基礎(chǔ)上，結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)和信任管理理論，從合約層、共識層和數(shù)據(jù)層三方面構(gòu)建了基于區(qū)塊鏈的圖書館數(shù)字化協(xié)作信任管理模型，提出了基于區(qū)塊鏈的未來圖書館數(shù)字化協(xié)作信任管理策略，不斷提高資源共享的安全性。

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈；圖書館；數(shù)字化協(xié)作；信任管理

中圖分類號：G203?? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：10.13897/j.cnki.hbkjty.2023.0024

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，圖書館利用先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行資源數(shù)字化、資源整合、智慧化服務(wù)等，不斷豐富圖書館的服務(wù)模式，數(shù)字圖書館建設(shè)應(yīng)運(yùn)而生。新時(shí)期，圖書館仍面臨三方面挑戰(zhàn)［1］：一是第三方資源服務(wù)商（如中國知網(wǎng)、萬方等）的興起使得圖書館在數(shù)字資源競爭方面處于劣勢；二是公共信息平臺（如百度、谷歌等）滲透到數(shù)字圖書館業(yè)務(wù)中，對實(shí)體圖書館業(yè)務(wù)發(fā)展造成一定的威脅；三是商業(yè)化的思想滲透到圖書館建設(shè)中，如何進(jìn)行業(yè)務(wù)升級和管理方式變革成為圖書館需要思考的問題。在此背景下，圖書館數(shù)字化協(xié)作成為緩解困境的一大方法。圖書館通過與其他機(jī)構(gòu)合作，以最低的運(yùn)行成本，促進(jìn)各方資源整合，為更多的用戶提供更廣泛的信息資源。

目前，圖書館數(shù)字化協(xié)作的研究主要集中在資源聚合模式［2］、信息系統(tǒng)建設(shè)［3］、共享空間模型構(gòu)建［4］等方面，較少關(guān)注圖書館數(shù)字協(xié)作背景下的信任管理問題。區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N分布式賬本技術(shù)，作為區(qū)塊鏈的核心技術(shù)的加密技術(shù)和智能合約技術(shù)等可以為圖書館數(shù)字化協(xié)作平臺提供安全可靠、可追溯的數(shù)據(jù)管理工具，建立信任管理機(jī)制，為圖書館數(shù)字協(xié)作過程中的資源聚合和資源共享提供了新的解決方案。因此，本文通過分析基于區(qū)塊鏈的圖書館數(shù)字化協(xié)作信任問題，提出基于區(qū)塊鏈的圖書館數(shù)字化協(xié)作信任管理機(jī)制，設(shè)計(jì)基于區(qū)塊鏈的圖書館數(shù)字化協(xié)作信任管理模型，不斷提高圖書館數(shù)字化協(xié)作的安全性和可靠性，促進(jìn)圖書館服務(wù)升級。

1 相關(guān)概念解析

1.1 圖書館數(shù)字化協(xié)作

圖書館數(shù)字化協(xié)作是指多個(gè)機(jī)構(gòu)基于自身資源，按照資源集成增值思想，借助信息技術(shù)對各類資源進(jìn)行聚合，實(shí)現(xiàn)合作共贏的過程［5］。圖書館數(shù)字化協(xié)作的目標(biāo)是促進(jìn)資源共享，打破時(shí)空限制，為用戶提供多元化、完整性的信息服務(wù)，用戶可以通過單一入口訪問到各類館藏資源。圖書館數(shù)字化協(xié)作的對象一般包括不同類型的圖書館、博物館、檔案館、數(shù)據(jù)服務(wù)商等。圖書館數(shù)字化協(xié)作一般遵循三大原則［6］：（1）資源整合為主，再造為輔；（2）依據(jù)不同需求、不同層次進(jìn)行整合，從數(shù)據(jù)整合、信息整合到知識整合；（3）兼顧各方利益，實(shí)現(xiàn)合作共贏。

1.2 區(qū)塊鏈

區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N分布式賬本技術(shù)，各區(qū)塊按時(shí)間順序相連［7］，具有去中心化、安全透明、可溯源、信息不可篡改等特征。區(qū)塊鏈的核心技術(shù)包含加密技術(shù)、分布式存儲(chǔ)、智能合約等技術(shù)。區(qū)塊鏈最早應(yīng)用于比特幣交易領(lǐng)域，2016年開始得到圖情領(lǐng)域廣泛關(guān)注［8］。Collins Rod認(rèn)為區(qū)塊鏈技術(shù)為圖書館數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了新架構(gòu)，促進(jìn)圖書館創(chuàng)新轉(zhuǎn)型［9］。目前區(qū)塊鏈在圖情領(lǐng)域的研究主要集中在智慧圖書館建設(shè)［10］、信息資源管理［11］、精準(zhǔn)推薦服務(wù)［12］、數(shù)字版權(quán)交易［13］等方面。在實(shí)踐應(yīng)用方面，國內(nèi)首家區(qū)塊鏈圖書館——前海區(qū)塊鏈圖書館通過舉辦沙龍、培訓(xùn)以及收藏區(qū)塊鏈相關(guān)著作，不斷促進(jìn)區(qū)塊鏈知識的普及以及實(shí)踐應(yīng)用，為智慧圖書館建設(shè)提供了參考。

1.3 信任管理

信任管理是指通過安全策略、憑證，建立起可以進(jìn)行安全互操作的信任關(guān)系［14］。信任管理的思想有利于構(gòu)建健康的協(xié)作關(guān)系，是保障開放式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中安全交易、保護(hù)隱私的一項(xiàng)重要技術(shù)。信任管理研究的目的是為了提供一種安全決策的框架，目前信任管理在圖情領(lǐng)域的研究主要集中在數(shù)字圖書館建設(shè)方面。趙榮陽等［15］利用集中式信任管理框架設(shè)計(jì)了自助圖書服務(wù)系統(tǒng)，優(yōu)化了圖書自助借閱流程；郝世博等［16］針對云服務(wù)下信息無法有效共享的問題，設(shè)計(jì)了云圖書館服務(wù)信任本體，有效地保障了信息資源安全和個(gè)人隱私；鄧仲華等［17］通過制定服務(wù)等級協(xié)議，有效地解決了由安全引發(fā)的信任問題。

2 基于區(qū)塊鏈的圖書館數(shù)字化協(xié)作信任機(jī)制分析

2.1 基于區(qū)塊鏈的圖書館數(shù)字化協(xié)作信任問題分析

由上述分析可知，圖書館數(shù)字化協(xié)作的目的是為了打破時(shí)空障礙，暢通共享途徑，為用戶提供單一入口的信息服務(wù)通道。圖書館數(shù)字化協(xié)作主要包含資源整合和資源共享兩個(gè)環(huán)節(jié)［6］。區(qū)塊鏈技術(shù)具有去中心化、安全透明等特征，能夠有效提高圖書館數(shù)字化協(xié)作效率，但同樣對圖書館數(shù)字化協(xié)作中信任問題提出了挑戰(zhàn)。首先，在資源聚合環(huán)節(jié)，基于區(qū)塊鏈的圖書館數(shù)字化協(xié)作主要面臨對外部設(shè)備依賴性大的問題。圖書館進(jìn)行數(shù)字化協(xié)作的資源數(shù)量是海量的，這類數(shù)字資源無法直接存儲(chǔ)在區(qū)塊里，需要通過云存儲(chǔ)等方式進(jìn)行存儲(chǔ)，區(qū)塊里僅存儲(chǔ)索引，這種存儲(chǔ)方式對外部設(shè)備依賴性大。其次，在資源共享環(huán)節(jié)，基于區(qū)塊鏈的圖書館數(shù)字化協(xié)作信任問題就是如何在節(jié)點(diǎn)之間建立信任機(jī)制，以解決各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的信任問題，如圖1所示。區(qū)塊鏈以區(qū)塊鏈表的方式進(jìn)行資源聚合，以副本形式進(jìn)行資源共享，為個(gè)人和設(shè)備提供多個(gè)參與節(jié)點(diǎn)。在區(qū)塊鏈去中心機(jī)制下，各個(gè)參與主體被授權(quán)一個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)間可以進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)交互，其中API、SDK接口可進(jìn)行節(jié)點(diǎn)拓展并賦予相應(yīng)的權(quán)限。因此，基于區(qū)塊鏈的圖書館數(shù)字化協(xié)作信任問題就是如何在節(jié)點(diǎn)之間建立信任機(jī)制，以滿足不同參與主體信息資源間的安全互操作，實(shí)現(xiàn)各個(gè)節(jié)點(diǎn)或者區(qū)塊體之間信息資源的互聯(lián)互通和不同節(jié)點(diǎn)間的交流共享、自由轉(zhuǎn)換。

2.2 基于區(qū)塊鏈的圖書館數(shù)字化協(xié)作信任管理機(jī)制分析

基于區(qū)塊鏈的圖書館數(shù)字化協(xié)作信任管理的首要任務(wù)是保證各個(gè)參與主體間的信息交流順暢度以及數(shù)據(jù)資源聚合的順利完成。基于區(qū)塊鏈的圖書館數(shù)字化協(xié)作區(qū)別于傳統(tǒng)的圖書館數(shù)字化協(xié)作之處在于各個(gè)參與數(shù)字化協(xié)作的主體無法通過面對面進(jìn)行談判商討來促進(jìn)資源聚合。因此，需要建立針對此種促進(jìn)數(shù)字資源融合的信任機(jī)制。其次，基于區(qū)塊鏈的圖書館數(shù)字化協(xié)作信任管理要確保資源來源可靠、可信，從而實(shí)現(xiàn)合作共贏，滿足資源共享的需求。

基于區(qū)塊鏈的圖書館數(shù)字化協(xié)作信任管理機(jī)制是主體間相互合作，共同形成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包含滿意度契約機(jī)制、獎(jiǎng)懲機(jī)制、邊界人員信任機(jī)制、共同價(jià)值觀培養(yǎng)機(jī)制、統(tǒng)一資源協(xié)作機(jī)制等。區(qū)塊鏈技術(shù)的特征是去中心化、分布式存儲(chǔ)，因此在數(shù)據(jù)收集與分析、聚合階段主要是在信息共享前期如何建立好去中心化的數(shù)據(jù)收集與分析、聚合的機(jī)制。該階段的信任管理機(jī)制包含統(tǒng)一資源協(xié)作機(jī)制、邊界人員信任機(jī)制、共同價(jià)值觀培養(yǎng)機(jī)制等；在績效分配階段是以區(qū)塊鏈的合約性思維自動(dòng)保障協(xié)議的執(zhí)行，建立公平合理的績效分配機(jī)制，確保圖書館數(shù)字化協(xié)作的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。該階段的信任管理機(jī)制包含滿意度契約機(jī)制、獎(jiǎng)懲機(jī)制等。整體而言，基于區(qū)塊鏈的圖書館數(shù)字化協(xié)作信任管理機(jī)[JP3]制（如圖2所示）是以理性計(jì)算或者事先約定的機(jī)制為基礎(chǔ)，借助區(qū)塊鏈的智能合約技術(shù)和加密技術(shù)實(shí)現(xiàn)圖書館數(shù)字化協(xié)作的信任管理，提高協(xié)作的安全性。[FL）]

3 基于區(qū)塊鏈的圖書館數(shù)字化協(xié)作信任管理模型構(gòu)建

圖書館數(shù)字化協(xié)作系統(tǒng)架構(gòu)是個(gè)復(fù)雜開放的架構(gòu)，其目的是促進(jìn)資源的整合和共享，實(shí)現(xiàn)合作共贏、信息增值。區(qū)塊鏈具有去中心化、分布式存儲(chǔ)等特征，所有的區(qū)塊體一起保證鏈上交易（操作）的正常運(yùn)行并進(jìn)行數(shù)據(jù)更新，但隨著信息技術(shù)的發(fā)展以及信息資源數(shù)量的增多，鏈上的資源整合和共享變得復(fù)雜多變。因此，基于區(qū)塊鏈的圖書館數(shù)字化協(xié)作信任管理機(jī)制旨在使各個(gè)節(jié)點(diǎn)信息資源整合共享處于和諧穩(wěn)定的狀態(tài)，促進(jìn)數(shù)字化協(xié)作平臺優(yōu)化升級，保持信息交流的暢通無阻。

本文基于區(qū)塊鏈技術(shù)特性和信任管理理論搭建了圖書館數(shù)字化協(xié)作信任管理模型（如圖3所示）。該模型分為合約層、共識層和數(shù)據(jù)層，每一層都設(shè)置相應(yīng)的信任管理機(jī)制，全方面保障圖書館數(shù)字化協(xié)作的安全性。合約層是指各個(gè)參與圖書館數(shù)字化協(xié)作的機(jī)構(gòu)在數(shù)據(jù)共享前共同參與制定相關(guān)合約文本，約束資源共享行為，為后續(xù)數(shù)據(jù)聚合和共享提供驗(yàn)證機(jī)制，保障數(shù)字化協(xié)作的正常運(yùn)行；共識層是在區(qū)塊鏈去中心化環(huán)境下各個(gè)參與主體針對數(shù)字資源的有效性、可靠性達(dá)成共識；數(shù)據(jù)層是圖書館數(shù)字化協(xié)作信任管理模型的最底層，通過制定統(tǒng)一的資源協(xié)作的信任管理機(jī)制，最終實(shí)現(xiàn)資源聚合和資源共享。

3.1 合約層

結(jié)合區(qū)塊鏈的智能合約技術(shù)，合約層包含資源聚合合約、資源共享合約、分類腳本等。參與圖書館數(shù)字化協(xié)作的各個(gè)機(jī)構(gòu)共同制定智能合約文本，包含資源聚合合約、資源共享合約、獎(jiǎng)懲合約等，并建立文本的觸發(fā)機(jī)制，將合約文本進(jìn)行代碼化處理，并將其嵌入到各數(shù)字化協(xié)作的參與主體區(qū)塊中，最后利用合約觸發(fā)機(jī)制實(shí)現(xiàn)資源的整合、共享的智能化。合約層的信任管理機(jī)制包含滿意度契約機(jī)制和獎(jiǎng)懲機(jī)制，具體信任管理流程如下：（1）參與圖書館數(shù)字化協(xié)作的各個(gè)機(jī)構(gòu)共同制定滿意契約機(jī)制。各個(gè)機(jī)構(gòu)共同制定滿意契約，可以最大化消除分歧，提高數(shù)字化協(xié)作的成功率。合約的制定是規(guī)范圖書館數(shù)字化協(xié)作的基礎(chǔ)，也是衡量各個(gè)參與數(shù)字化協(xié)作主體間可信度、可靠度的標(biāo)準(zhǔn)。（2）建立科學(xué)合理的獎(jiǎng)懲機(jī)制。為了使各個(gè)參與主體的資源整合如約進(jìn)行，需要建立科學(xué)合理的獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰機(jī)制。如果在數(shù)字化協(xié)作過程與既定的合約代碼相違背時(shí)，將會(huì)觸發(fā)相應(yīng)的懲罰機(jī)制，違規(guī)方將會(huì)受到數(shù)字化協(xié)作平臺的處罰。

3.2 共識層

共識層封裝了共識算法，形成隨機(jī)動(dòng)態(tài)區(qū)塊鏈共識機(jī)制。該層主要的功能是在去中心化的環(huán)境下如何使區(qū)塊上的成員針對數(shù)字資源的有效性、可靠性達(dá)成共識。通過邊界人員信任機(jī)制和多個(gè)參與主體的共同價(jià)值觀，達(dá)成共識層的共信機(jī)制，具體信任管理流程如下：（1）區(qū)塊鏈隨機(jī)動(dòng)態(tài)共識機(jī)制將在每T時(shí)間舉行一次投票，選出資源聚合和共享鏈上的受托記賬人，即為圖書館數(shù)字化協(xié)作平臺的邊界管理人員或技術(shù)員，該受托記賬人隨時(shí)待命，聽從平臺的差遣。（2）鏈上各協(xié)作者共享資源后，圖書館數(shù)字化協(xié)作平臺將委托受托記賬人進(jìn)行信息資源的雙向驗(yàn)證，緊接著平臺隨機(jī)指派一記賬人記錄主體間的資源共享情況并生成新的區(qū)塊。為了保證資源共享的真實(shí)性，每隔T時(shí)間重新進(jìn)行受托記賬人選舉，防止人為作弊現(xiàn)象，確保鏈上資源共享融合的可靠性。這不僅有利于建立圖書館數(shù)字化協(xié)作平臺邊界人員人際信任關(guān)系，還有利于與數(shù)據(jù)層統(tǒng)一的資源協(xié)作機(jī)制緊密對接。

3.3 數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層是圖書館數(shù)字化協(xié)作信任管理模型的最底層，通過制定統(tǒng)一的資源協(xié)作的信任管理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)資源聚合和共享。該層包含Merkle樹、時(shí)間戳、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)等技術(shù)。該層具體信任管理流程為：（1）將基礎(chǔ)范式下的各項(xiàng)技術(shù)嵌入到統(tǒng)一的資源協(xié)作機(jī)制中，其中Merkle樹為建立資源的統(tǒng)一存儲(chǔ)模式提供技術(shù)支持，圖書館內(nèi)部數(shù)據(jù)與數(shù)字化協(xié)作平臺數(shù)據(jù)以及各個(gè)機(jī)構(gòu)間的數(shù)據(jù)利用統(tǒng)一的資源協(xié)作機(jī)制進(jìn)行數(shù)據(jù)匹配。（2）狀態(tài)機(jī)驗(yàn)證。對于滿足觸發(fā)條件的數(shù)據(jù)將進(jìn)行資源聚合，這一過程基于智能合約下的狀態(tài)機(jī)進(jìn)行驗(yàn)證，對于任何失信或主體違規(guī)的行為將由時(shí)間戳進(jìn)行溯源防偽標(biāo)記，合規(guī)的數(shù)據(jù)將被寫入新的區(qū)塊中，違規(guī)的數(shù)據(jù)將沿時(shí)間戳技術(shù)印記返回到合約初始狀態(tài)，依據(jù)時(shí)間戳的可溯源性可找到失信的協(xié)作主體。（3）不滿足觸發(fā)條件的將被直接寫入失信區(qū)塊集，并存儲(chǔ)在主體區(qū)塊中以進(jìn)行備案。

4 基于區(qū)塊鏈的圖書館數(shù)字化協(xié)作信任管理策略

4.1 引入第三方監(jiān)督機(jī)構(gòu)

目前，區(qū)塊鏈技術(shù)在圖書館的實(shí)踐應(yīng)用案例較少，圖書館要加快建設(shè)基于區(qū)塊鏈的圖書館數(shù)字化協(xié)作平臺，在實(shí)踐中不斷發(fā)現(xiàn)問題，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，不斷提高平臺的公信力和可靠性。圖書館可以引入國家權(quán)威監(jiān)管部門、評估機(jī)構(gòu)等第三方機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對區(qū)塊鏈各個(gè)節(jié)點(diǎn)的統(tǒng)一管理、辨別和監(jiān)督溯源，在數(shù)字化協(xié)作平臺內(nèi)將資源的評估、共享、監(jiān)管等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行鏈接，推動(dòng)數(shù)字化協(xié)作平臺提質(zhì)增效。

4.2 加強(qiáng)智能合約技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

緊跟智能合約技術(shù)發(fā)展，加強(qiáng)智能合約技術(shù)對圖書館數(shù)字化協(xié)作信任管理的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)督。一方面，圖書館要持續(xù)跟蹤智能合約前沿技術(shù)，加大對智能合約技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用，控制成本，提高圖書館數(shù)字化協(xié)作平臺的可操作性；另一方面，充分利用區(qū)塊鏈的去信任、去中心化的技術(shù)特征對圖書館數(shù)字化協(xié)作信任管理方法進(jìn)行創(chuàng)新，及時(shí)掌握資源聚合、共享、績效分配的動(dòng)態(tài)，加強(qiáng)信任管理監(jiān)督力度，及時(shí)公開各個(gè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行資源共享的狀態(tài)，完善信用保障體制機(jī)制。

4.3 完善獎(jiǎng)懲制度和風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)機(jī)制

圖書館數(shù)字化協(xié)作平臺要進(jìn)一步完善獎(jiǎng)懲制度，對區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)的守約和違約行為進(jìn)行不同層次的獎(jiǎng)勵(lì)與懲罰，同時(shí)注重獎(jiǎng)懲的力度和方式，進(jìn)一步優(yōu)化各個(gè)主體間的信任關(guān)系。對于信息共享和資源聚合過程中存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)，圖書館數(shù)字化協(xié)作平臺要制定合理的風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)、風(fēng)險(xiǎn)調(diào)控機(jī)制，對風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)移或?qū)_，從而減輕各個(gè)參與主體間的安全隱患，同時(shí)設(shè)計(jì)符合各方利益的信息共享機(jī)制，科學(xué)合理地提升各個(gè)區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)上的信息資源共享量，助力圖書館數(shù)字化協(xié)作平臺健康可持續(xù)發(fā)展。

4.4 規(guī)范各個(gè)參與主體的職責(zé)

為提高圖書館數(shù)字化協(xié)作平臺的可信度，增強(qiáng)各個(gè)參與主體的信任度，規(guī)范參與者的行為，圖書館數(shù)字化協(xié)作平臺需要進(jìn)一步細(xì)化各個(gè)參與主體的職責(zé)，界定區(qū)塊鏈中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的責(zé)任、權(quán)利以及風(fēng)險(xiǎn)分配比例，促進(jìn)平臺規(guī)范化發(fā)展。同時(shí)，圖書館數(shù)字化協(xié)作平臺要出臺相應(yīng)的制度細(xì)則，進(jìn)一步健全信息資源共享信任制度。

5 結(jié)語

基于區(qū)塊鏈的圖書館數(shù)字化協(xié)作信任問題就是解決各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的信任問題，建立信任機(jī)制，滿足不同參與主體信息資源之間的安全互操作。未來，基于區(qū)塊鏈的圖書館數(shù)字化協(xié)作信任管理仍需不斷加強(qiáng)智能合約技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用，進(jìn)一步完善各個(gè)參與主體間的職責(zé)權(quán)利、獎(jiǎng)懲制度和風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)機(jī)制，促進(jìn)圖書館數(shù)字化協(xié)作平臺規(guī)范化發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：

許換（1985），女，碩士，廣州圖書館館員。研究方向：圖書館管理與服務(wù)、圖書館閱讀推廣。

（收稿日期：2022-11-28 責(zé)任編輯：馬玉娟）