區塊鏈技術在圖書館的應用場景分析*

張忠林 王 玲

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

自中本聰2008 年首次提出比特幣概念和區塊鏈理論、2009 年創造出區塊鏈的第一個區塊“創世區塊”以來，區塊鏈逐漸成為各界所關注的焦點，并被認為是繼蒸汽機、電力、互聯網之后的下一代顛覆性技術。 各國政府、科研院所、風投公司紛紛在區塊鏈投入巨資， 得到資本驅動而迅猛發展的區塊鏈目前在物聯網、數字貨幣等領域已得到應用和推廣。我國也將區塊鏈與人工智能、 量子通信等新型顛覆性技術作為新時期努力發展的重點工程。一直以來，創新技術特別是信息技術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塊鏈技術在圖書館版權確定、資源存儲等場景更具有廣闊的應用前景。

1 區塊鏈概述

1.1 區塊鏈的概念及原理

區塊鏈技術就是利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據、 利用分布式節點共識算法來生成和更新數據、 利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全、 利用自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數據的一種全新的分布式基礎架構與計算范式。由于區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據進行儲存、計算、管理、流通， 并通過區塊鏈技術的使用規則向云平臺提供必需的硬件、軟件，形成的循環式數字資源環境既可滿足系統內的云計算服務， 也可向系統外界提供外包服務，因此區塊鏈也被認為是一種流動式數據庫，是“云計算”技術的超級加強版。

1.2 區塊鏈技術的基本特征

（1）去中心化。 去中心化是區塊鏈的最大特征。在區塊鏈系統中，任何業務使用分布式存儲和計算，不需要中心化的硬件或中介， 任何節點有著相同的義務和權利，也都能提供記賬和存儲功能，當其中一個或若干節點出錯時， 不會出現存儲模式下服務器癱瘓等問題，也不會對整個區塊鏈的運轉產生影響，現有數據仍然可以進行存儲與計算。

（2）不可篡改。區塊鏈存儲在多個節點組成的分布式網絡系統上， 對新生成的包含了全網交易數據的數據塊進行加密， 而新增加的信息需要通過所有節點驗證，才能按照時間順序添加到區塊鏈上，然后永久存儲。每個節點都存儲了整個區塊鏈的副本，配合“時間戳”記錄下全網歷史交易，短時間內就可對全網歷史交易記錄追蹤查詢， 因此區塊鏈的數據穩定性和可靠性極高。

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

（4）安全和可信。區塊鏈在協商一致的協議和規范框架下，使用“非對稱加密”解決節點間的相互信任問題，所有節點都參與自由安全通信和共同維護，同時借助分布式系統，由各節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、保證區塊鏈數據不可篡改和偽造，因而具有較高的安全性。

2 區塊鏈技術在圖書館的應用場景

大數據時代的到來， 讓區塊鏈一躍成為數據管理領域的引領者，相較于社會所熟知的挖礦游戲、交易所之類的早期應用， 區塊鏈技術目前已廣泛應用到了醫療、金融、國際貿易、房地產、能源、公共管理等領域。以信息資源采購、管理和服務應用為基礎核心業務的圖書館雖然目前還缺乏有深度的區塊鏈技術應用探索， 但其具有非常肥沃的區塊鏈技術落地應用土壤。依據區塊鏈技術的特征和圖書館建設的發展需求，可以端倪出圖書館未來對區塊鏈技術的若干應用場景。

2.1 信息共享

實現充分的信息資源共享是圖書館資源建設的終極追求，但目前圖書館的信息共享要么是統一由一個中心（平臺）進行信息發布和分發（如CALIS、CADAL等），要么是彼此之間定時批量對賬（如中心圖書館、圖書館聯盟、文獻傳遞等），最大的痛點就是信息資源的共享節點（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。區塊鏈技術能夠很好的解決這一痛點，首先，區塊鏈本身就需要保持各個節點的數據一致性， 讓各個節點自帶信息共享功能；其次，實時的問題通過區塊鏈的P2P 技術實現；最后，利用區塊鏈的不可篡改和共識機制， 可構建一條安全可靠的信息共享通道。如以區塊鏈技術為核心技術、目前全面投入使用的“互聯網金融支付安全聯盟風險信息共享(分布式查詢)平臺”等實踐，為圖書館信息資源區塊鏈共享平臺建設提供了最佳模板。

2.2 版權保護

傳統的圖書館版權保護模式因互聯網時代的到來而受到沖擊，如何賦予原創者合法權益、保障圖書館的正常網絡信息傳播權面臨著難題與挑戰。 早在2006 年國務院就發布了 《信息網絡傳播權保護條例》，2009 年國家版權局等又下發了《國家版權局等部門關于加強圖書館著作權保護工作的通知》，對版權管理及圖書館的合理使用作出了相關規定。即便如此，圖書館侵權事件仍有發生，如樂視起訴圖書館侵犯其版權案、谷歌數字圖書館侵權門等。近年來隨著科學數據等數據資源成為圖書館采購、 自建的主要目標， 對數據資源的版權保護面臨著更多的挑戰。傳統的數據資源版權保護主要以在線登記、 鑒證證明為主，存在著流程復雜、公信力不足、溯源困難等痛點，將區塊鏈技術應用到復雜、海量的數據資源，特別是傳統方式難以處理的異構數據資源的鑒證證明后，無論是登記、查詢、追蹤、維權等都非常方便，圖書館資源的安全性也得到極大保證。

目前區塊鏈在版權保護方面的一個最佳應用案例就是2018 年7 月18 日正式上線的原創圖片服務平臺百度圖騰， 該平臺采用百度自主研發的區塊鏈版權登記網絡， 將版權內容信息存儲于百度分布式存儲系統中，內容版權鏈將登記確權、維權線索、交易信息等存儲在版權鏈上， 平臺層則為圖騰聯盟伙伴提供登記存證、分發交易、維權取證等服務。 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內容表現形式， 這也為圖書館的區塊鏈技術版權保護應用提供了最佳模板。

2.3 身份認證

在當前全國圖書館普遍已經實現的通借通還、信用借閱等服務， 都是以圖書館對用戶身份的精準認證為基礎，而傳統的以讀者證、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，尤其是不利于數字環境下的身份認證，更無法做到即刻智能認證。 區塊鏈技術所具有的數據不可篡改、無法偽造、安全可信的特征，非常適合圖書館的用戶數字身份認證， 解決傳統身份認證方式的部分弊端。如身在校外的學生教師、使用非校園網絡的讀者等， 圖書館可以通過區塊鏈技術進行師生身份認證，授權他們不受IP 范圍限制自由訪問校園網資源， 還可通過區塊鏈技術對校友身份進行認證，并為校友提供相應的個性化精準服務。

2.4 資源存儲

圖書館是公共服務體系下最為重要的公共文化服務中心，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的基礎。計算機存儲技術的發展和云計算的出現，在一定范圍內為圖書館資源存儲解決了面臨的數字存儲空間不足等難題。 然而，技術的發展和在圖書館界的廣泛應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、信息存儲與網絡運行安全。 圖書館若使用基于區塊鏈非對稱加密技術的去中心化資源存儲網絡，將既有云計算的海量存儲空間、高速存取計算等優勢，也有數據不可篡改、偽造、系統安全等優勢。

2.5 網絡眾籌

網絡眾籌近些年來走入了人們的視線， 公益性眾籌的迅速發展也已延伸到了圖書館界， 并取得了良好的社會效應，如利用眾籌網實現的“北大91 級校友共建元坊村蒲公英鄉村圖書館”項目。 但仔細分析便可發現，這些眾籌項目雖在一定范圍內籌集到部分資金，但后續運作等并未全面、透明的公開，這讓圖書館眾籌和其它領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。區塊鏈技術公開透明、不可篡改的特征以及智能合約技術，能夠實現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，因此在圖書館網絡眾籌領域采用區塊鏈技術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 結語

隨著以人工智能、區塊鏈、大數據為代表的顛覆性技術的發展和多領域應用， 圖書館又一次站在了技術革命的風口浪尖上。 與信息技術應用緊密結合的圖書館，也擁有著將區塊鏈技術落地的基礎。將區塊鏈技術應用到圖書館領域，并與人工智能、大數據等社會驅動技術深入融合，構建“圖書館+區塊鏈+大數據+人工智能+…”的圖書館發展模式，將從根本上改變傳統的圖書館信息組織體系、知識存儲體系、用戶交互體系、技術應用體系、信用保障體系等。 在實際應用區塊鏈技術的過程中，除上述信息共享、版權保護、身份認證、資源存儲、網絡眾籌外，還將產生更多的應用場景，有著廣闊的應用前景。