區(qū)塊鏈技術(shù)下智慧圖書館信息化建設(shè)發(fā)展分析

李凌云

（首都圖書館，北京 100021）

0 引言

大數(shù)據(jù)時(shí)代到來后，區(qū)塊鏈技術(shù)日漸成熟且被應(yīng)用到諸多領(lǐng)域，該技術(shù)與大數(shù)據(jù)、云服務(wù)、人工智能等成為行業(yè)內(nèi)的熱點(diǎn)技術(shù)，在當(dāng)前及未來都有巨大的發(fā)展?jié)摿Α^(qū)塊鏈技術(shù)中融合了分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、共識(shí)機(jī)制、加密算法等，在智慧圖書館信息化建設(shè)中必不可少，可促進(jìn)圖書館轉(zhuǎn)變其運(yùn)營模式、拓展其服務(wù)類型，解決圖書館的隱私泄露、知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)去中心化等一系列問題。目前，智慧圖書館的信息化建設(shè)取得了顯著成效，未來各圖書館都需立足自身情況，大力推廣區(qū)塊鏈技術(shù)，提升信息化水平。

1 區(qū)塊鏈技術(shù)簡介

1.1 區(qū)塊鏈技術(shù)的定義

區(qū)塊鏈技術(shù)是信息時(shí)代的產(chǎn)物，許多人習(xí)慣將其稱為分布式賬本技術(shù)，其采用分布式賬本的方式完成數(shù)據(jù)的驗(yàn)證、存儲(chǔ)，最后由非對(duì)稱加密算法加解密數(shù)據(jù)得到新結(jié)果。區(qū)塊鏈下運(yùn)行智能合約程序可賦予每個(gè)分布式節(jié)點(diǎn)更為突出的功能，使其具有間距記賬、記錄與傳輸?shù)墓δ堋Ｒ虼?，區(qū)塊鏈技術(shù)是嵌入計(jì)算機(jī)程序的開放性記賬工具，對(duì)處于區(qū)塊鏈的全部交易行為和過程都有完整且清晰的記錄。在記賬時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的每一個(gè)分布式節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)共享賬本，具備點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)的功能。每個(gè)分布式節(jié)點(diǎn)都有其各自的數(shù)據(jù)庫，達(dá)到了去中心化的目標(biāo)，即使無第三方參與，也具備數(shù)據(jù)傳輸條件[1]。目前區(qū)塊鏈技術(shù)雖有所發(fā)展，但其發(fā)展中存在許多亟待解決的問題，此技術(shù)與智慧圖書館信息化建設(shè)的目標(biāo)、方向等高度一致，在各個(gè)圖書館中可大力推廣區(qū)塊鏈技術(shù)。

1.2 區(qū)塊鏈技術(shù)的基本特征

1.2.1 去中心化

原先的數(shù)據(jù)傳輸具有強(qiáng)中心特點(diǎn)，而區(qū)塊鏈技術(shù)下則實(shí)現(xiàn)了去中心化，因?yàn)槠錇榉植际接?jì)算方式，每一個(gè)區(qū)塊鏈中都對(duì)應(yīng)著若干個(gè)節(jié)點(diǎn)，各節(jié)點(diǎn)之間相互獨(dú)立又存在緊密聯(lián)系，不同的個(gè)體節(jié)點(diǎn)之間可完成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的信息傳輸與交換。不同于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)系統(tǒng)的是，區(qū)塊鏈技術(shù)支持下的數(shù)據(jù)傳輸相對(duì)便捷和高效，即使無中心服務(wù)器，同樣也具備節(jié)點(diǎn)之間的傳輸條件。在分層結(jié)構(gòu)體系中區(qū)塊鏈承擔(dān)著重要的任務(wù)，各區(qū)塊之間存在緊密聯(lián)系，可相互獨(dú)立連接，不需借助任何中心服務(wù)器完成連接，各個(gè)區(qū)塊在工作中不受任何組織的束縛。因?yàn)閰^(qū)塊鏈為分布式計(jì)算模式，各區(qū)塊之間的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)均為一個(gè)獨(dú)立服務(wù)器，每個(gè)節(jié)點(diǎn)獨(dú)立運(yùn)行，即使其中某一個(gè)或者某幾個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)丟失，其他數(shù)據(jù)也不會(huì)受到影響。

1.2.2 非對(duì)稱數(shù)據(jù)加密

非對(duì)稱數(shù)據(jù)加密也是區(qū)塊鏈的核心特點(diǎn)，在整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)內(nèi)，底層數(shù)據(jù)囊括多種算法，典型代表為數(shù)據(jù)加密、時(shí)間戳、單相哈希算法，任何一種方式被記錄到區(qū)塊鏈上的信息，都無法修改、刪除。數(shù)據(jù)傳輸期間被一對(duì)公鑰、私鑰加密與解密，通過設(shè)計(jì)加密算法，可使數(shù)據(jù)傳輸中少受人為因素或其他因素的干擾，最大化創(chuàng)造相對(duì)安全的傳輸條件[2]。任意兩個(gè)分布式節(jié)點(diǎn)之間在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)均有非對(duì)稱加密的保障，更能營造安全的通信條件，降低了外部因素對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)呢?fù)面影響。

1.2.3 數(shù)據(jù)可回溯

時(shí)間戳技術(shù)為區(qū)塊鏈中必不可少的技術(shù)，該技術(shù)在應(yīng)用時(shí)嚴(yán)格參照哈希值，當(dāng)已知某一區(qū)塊的哈希值時(shí)，系統(tǒng)能自動(dòng)計(jì)算下一區(qū)塊的哈希值，在時(shí)間順序下保障每一區(qū)塊的合理排列，如出現(xiàn)異常的數(shù)據(jù)波動(dòng)，必須鎖定對(duì)應(yīng)的時(shí)間、區(qū)塊，以確保數(shù)據(jù)、區(qū)塊、時(shí)間的高度一致性，提高哈希值的準(zhǔn)確性。因?yàn)閰^(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)具有可回溯性，在出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常的情況下相關(guān)人員可立即查看記錄和修改情況。

2 區(qū)塊鏈技術(shù)在智慧圖書館中的應(yīng)用情況

2.1 資源建設(shè)

區(qū)塊鏈兼具公開透明、不可篡改、不可刪除的特征，在智慧圖書館內(nèi)如能科學(xué)利用這些特征就可進(jìn)一步拓展圖書館的功能及服務(wù)。由于區(qū)塊鏈在有關(guān)節(jié)點(diǎn)保存的數(shù)據(jù)中采用了加密算法，更能保障數(shù)據(jù)的安全性，圖書館可以科學(xué)利用區(qū)塊鏈技術(shù)的這些特征，存儲(chǔ)有關(guān)的數(shù)據(jù)資源，改變圖書館原先的運(yùn)營模式。原先圖書館的技術(shù)相對(duì)落后，即使形成了互聯(lián)網(wǎng)模式，遭遇黑客攻擊的概率也相對(duì)較高，可能會(huì)發(fā)生圖書資源丟失的問題。而區(qū)塊鏈技術(shù)下智慧圖書館能實(shí)現(xiàn)數(shù)字化資源存儲(chǔ)，圍繞用戶建立PDA 模式，集成館內(nèi)的數(shù)字資源建立數(shù)據(jù)庫，使用戶可根據(jù)自己的偏好檢索和查詢，提高圖書館的服務(wù)水平。

2.2 版權(quán)保護(hù)

智慧圖書館發(fā)展中，區(qū)塊鏈技術(shù)還有助于實(shí)現(xiàn)版權(quán)保護(hù)，隨著人們版權(quán)意識(shí)的增強(qiáng)，各種規(guī)模及類型的圖書館都將版權(quán)保護(hù)放在了核心位置。圖書館在原工作中的版權(quán)保護(hù)主要是對(duì)版權(quán)做好登記，通過司法鑒定公證保護(hù)原創(chuàng)，這種保護(hù)機(jī)制下耗時(shí)耗力。而利用區(qū)塊鏈技術(shù)后，作者發(fā)表的文章、書籍或者其他文學(xué)作品，都可以上傳到公共類賬目，由區(qū)塊鏈技術(shù)記錄這些數(shù)據(jù)[3]。當(dāng)然，也能圍繞這些具體內(nèi)容設(shè)置智能合約，完成有關(guān)項(xiàng)目的檢查，一旦發(fā)現(xiàn)有另一份相同內(nèi)容，系統(tǒng)可自動(dòng)通過溯源記錄確定版權(quán)所有者，及時(shí)處理版權(quán)糾紛。

2.3 高效服務(wù)

智慧圖書館的智慧化特征是其能以用戶需求為出發(fā)點(diǎn)，為用戶提供更具針對(duì)性的服務(wù)，滿足每一位用戶的閱讀、查詢等需求。目前，智慧圖書館中應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)，可優(yōu)化圖書館的服務(wù)水平，保持服務(wù)的高效化。在區(qū)塊鏈技術(shù)支持下，圖書館相關(guān)人員能結(jié)合館內(nèi)實(shí)際情況合理分配圖書，設(shè)置具體的區(qū)域角落，引導(dǎo)每個(gè)用戶在進(jìn)入圖書館后，能根據(jù)自身需求尋找圖書，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位，為用戶的閱讀、查詢等提供便利。

3 區(qū)塊鏈技術(shù)下智慧圖書館信息化建設(shè)路徑

3.1 用戶體驗(yàn)與用戶隱私共存

圖書館為了給用戶提供高效且優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，必須在實(shí)際的工作中深入挖掘用戶的信息，如基本信息、瀏覽記錄、搜索內(nèi)容等。但從用戶角度分析，絕大部分用戶往往比較注重個(gè)人隱私，圖書館無法掌握用戶的數(shù)據(jù)，也就無法為用戶提供個(gè)性化服務(wù)，而區(qū)塊鏈技術(shù)的安全性更好，用戶不需要擔(dān)心個(gè)人信息被泄露等問題。區(qū)塊鏈架構(gòu)內(nèi)包含分布式身份認(rèn)證子系統(tǒng)，該系統(tǒng)內(nèi)用戶擁有唯一的ID；權(quán)威機(jī)構(gòu)為用戶頒發(fā)的認(rèn)證申明，并不存在任何與用戶個(gè)人信息有關(guān)的內(nèi)容。分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，可將全部用戶集成在同一系統(tǒng)，再加上有共識(shí)機(jī)制，也就能在不同用戶之間建立內(nèi)在聯(lián)系，使用戶之間能傳輸、共享信息[4]。

3.2 數(shù)字資源共建去中心化

區(qū)塊鏈中加密數(shù)據(jù)庫為核心部分，不同數(shù)據(jù)庫之間由哈希指針進(jìn)行連接，其他群體很難通過任何途徑進(jìn)行修改，數(shù)據(jù)更為完整與安全。在區(qū)塊鏈技術(shù)下，圖書館可將自身數(shù)據(jù)資源、特色數(shù)據(jù)資源等上載，在權(quán)限允許的情況下，用戶能直接下載資源，不僅能為用戶的個(gè)性化閱讀、查閱提供便捷，還能避免其重復(fù)購買資源的情況。區(qū)塊鏈技術(shù)具有諸多優(yōu)勢，可以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一存儲(chǔ)，保持傳播服務(wù)的多樣化，使節(jié)點(diǎn)承擔(dān)數(shù)據(jù)傳輸、共享的功能，凸顯節(jié)點(diǎn)在區(qū)塊鏈中的作用；區(qū)塊鏈的有關(guān)模塊還能在用戶訪問系統(tǒng)期間，按照技術(shù)規(guī)范進(jìn)行審核與檢驗(yàn)，為圖書館運(yùn)維提供支撐；不同規(guī)模及類型的圖書館之間可相互分享資源，提升各自的服務(wù)水平。

智慧圖書館中的區(qū)塊鏈技術(shù)可弱化資源在圖書館集中存儲(chǔ)的中心地位，不利于圖書館提高其服務(wù)水平，針對(duì)這一情況，智慧圖書館可在平常的工作中優(yōu)選優(yōu)質(zhì)節(jié)點(diǎn)，選出的優(yōu)質(zhì)節(jié)點(diǎn)再進(jìn)行資源分享，組建母—子節(jié)點(diǎn)，由更高級(jí)別的節(jié)點(diǎn)向更低級(jí)別的節(jié)點(diǎn)分享資源，使子節(jié)點(diǎn)能獨(dú)立或者與母節(jié)點(diǎn)配合，分享更多資源，在這些資源傳授過程中，圖書館負(fù)責(zé)監(jiān)督與管控，構(gòu)建完整、合理的服務(wù)節(jié)點(diǎn)群，這一系列過程中不僅實(shí)現(xiàn)了去中心化，也大大提高了圖書館的運(yùn)營、服務(wù)水平。

3.3 圖書智慧借閱

傳統(tǒng)的圖書館運(yùn)用模式下，圖書館在用戶借閱圖書時(shí)起著“中轉(zhuǎn)站”作用。結(jié)合實(shí)際情況來看，圖書借閱狀態(tài)、借閱情況等取決于諸多因素，一些用戶在圖書館借閱圖書時(shí)難以獲得良好的體驗(yàn)。而在智慧圖書館中應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)可實(shí)現(xiàn)智慧借閱，具體來說，圖書館可將每本書的基本信息、借出時(shí)間、歸還時(shí)間等作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，用戶完全能根據(jù)自身的需求訪問每個(gè)節(jié)點(diǎn)。如用戶想要借閱某一本書，就可以利用區(qū)塊鏈技術(shù)查詢此書的歸還時(shí)間并提前預(yù)約，一旦圖書被歸還，用戶就可到圖書館取書。與此同時(shí)，在區(qū)塊鏈中上傳自身的借閱時(shí)間、歸還時(shí)間等基本信息，為下一位讀者的預(yù)約提供數(shù)據(jù)參考。在智慧借閱期間，圖書館負(fù)責(zé)監(jiān)督管理任務(wù)，由于區(qū)塊鏈具有數(shù)據(jù)的可追溯性、不可篡改性，也就能避免出現(xiàn)圖書丟失、損壞等問題。

3.4 建設(shè)圖書館館藏資源

在各個(gè)智慧圖書館的信息化建設(shè)中，館藏資源建設(shè)為重要任務(wù)。圖書館需立足自身實(shí)際情況，從多個(gè)角度提高館藏質(zhì)量、健全館藏體系，以用戶需求為前提，為用戶提供多樣化服務(wù)，凸顯圖書館館藏資源的個(gè)性化、專業(yè)性。我國的圖書館數(shù)量眾多，現(xiàn)有的一些圖書館在運(yùn)營過程中存在著圖書館資源薦購渠道少、用戶薦購后獲取資源需要耗費(fèi)相對(duì)長的時(shí)間等問題，圖書館內(nèi)的有關(guān)人員無法在短時(shí)間內(nèi)接收用戶的反饋，不利于圖書館館藏資源的建設(shè)。而區(qū)塊鏈技術(shù)下，圖書館可直接利用用戶使用館藏資源時(shí)的行為數(shù)據(jù)，分析不同專業(yè)、不同年齡用戶的檢索需求、瀏覽內(nèi)容、借閱頻次等，使圖書館在采購圖書時(shí)能以這些信息為引導(dǎo)，保證采購圖書的合理性[5-7]。不僅如此，信息資源供應(yīng)商也能參與區(qū)塊鏈系統(tǒng)，利用用戶的行為數(shù)據(jù)開展相應(yīng)的工作，使圖書館的館藏資源建設(shè)能與用戶需求一致。現(xiàn)階段的條件下，各個(gè)圖書館在建設(shè)館藏資源時(shí)，有關(guān)人員需致力于建設(shè)數(shù)字資源，發(fā)揮區(qū)塊鏈技術(shù)的作用，在區(qū)塊鏈技術(shù)支持下數(shù)字資源的種類更多、數(shù)量更大。

4 結(jié)語

目前，我國出現(xiàn)了越來越多的智慧圖書館，這類型圖書館的信息化建設(shè)十分關(guān)鍵，能更好地迎合信息時(shí)代下的發(fā)展要求。智慧圖書館信息化建設(shè)需要合理應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)，發(fā)揮這一技術(shù)的突出優(yōu)勢，未來的工作中有關(guān)部門還需持續(xù)研究區(qū)塊鏈技術(shù)。