探析區塊鏈技術在數字圖書館領域中的應用與挑戰

葉莎莎 李詩薇

摘 要：本文對區塊鏈技術在數字圖書館領域的應用進行了探討，包括數字版權保護和交易、共享信息資源建設和保存、數字圖書館信用服務等方面；同時對數字圖書館領域應用區塊鏈面臨的挑戰進行了系統分析，并對區塊鏈在數字圖書館的應用問題提出了一些實際建議。

關鍵詞：區塊鏈；數字圖書館；應用與挑戰

基金項目：北京聯合大學人才強校優選計劃（項目編號：BPHR2017DS04）

區塊鏈作為當今全球信息技術領域最受關注的技術之一，已在金融、醫療、安全等各個行業逐漸開始應用。未來區塊鏈將在數字圖書館領域有哪些應用，是值得思考的內容。目前我國關于區塊鏈在圖書館應用方面的文章相對較少，截至2018年10月，筆者在中國知網（CNKI）上通過高級檢索，用“主題”和“篇名”項分別輸入（“區塊鏈”&“圖書館”）or（“區塊鏈”&“數字圖書館”），僅檢索到十幾篇文獻。隨著區塊鏈技術的發展和成熟，相關研究會逐漸增多。

1 區塊鏈相關概述

1.1 區塊鏈的來源與定義

最早關于區塊鏈的文獻來源于中本聰（化名）所撰寫的文章《Bitcoin：A Peer-to Peer Electronic Cach System》[1]，但是該篇文獻主要在于討論比特幣（Bitcoin），實際上并未明確提出區塊鏈的定義，其中僅是指出區塊鏈是記錄比特幣交易的歷史數據結構。目前關于區塊鏈尚未有統一的定義，國內引用較多的是其狹義和廣義概念。下表是對國內外一些區塊鏈主要定義的總結。

綜上所述，區塊鏈可以概括為是一種去中心化的底層基礎架構（也可以稱為分布式賬本）。區塊鏈機制在一定程度上可以促進社會有序運轉，未來區塊鏈技術也將促進數字圖書館服務的創新發展。

2 區塊鏈技術在數字圖書館領域的主要應用

2.1 數字版權保護和交易方面

區塊鏈作為一種新型技術，在圖書等著作權保護和交易的應用方面具有獨特優勢。由于區塊鏈技術具有不可篡改性，這種特征為證實數字信息的原生性和存在性提供了一種新型手段。例如，區塊鏈應用在知識產權保護領域，可以利用其時間戳特征為一些重要的科研成果、個人著作、音樂作品、照片、音頻和視頻等提供準確的數字化證明，這些證明具有不可篡改的特性，能夠很好地保障數據的完整性和一致性。利用區塊鏈，使得數字版權保護變得清晰、便捷，對一些權屬不清的數字版權糾紛問題能夠有效地解決，可以避免引發圖書館版權服務危機。將區塊鏈系統用于各類著作權登記（如版權認證系統），可以替代較為傳統的著作權登記方式，在任何節點都可以完成著作權的上傳和保存，實現版權的及時確認。在區塊鏈上確認相關作品之后，后續交易都會在區塊鏈上進行實時記錄，從而完成對數字版權的全生命周期管理，這將減少中間環節，大大提高著作權的確認效率。區塊鏈技術應用于圖書等著作權交易系統，將有效減少傳統出版發行的中間環節，加快著作權的流通速度，并且由區塊鏈各個節點向全網進行廣播，也能夠提高圖書發行的覆蓋面和范圍[9]。

2.2 共享信息資源建設和保存方面

區塊鏈技術對數字圖書館共享信息資源建設有促進作用。首先，采用分布式結構的區塊鏈可以為圖書館提供點對點的數據服務，從而使各類文獻資源和讀者信息等數據實現共建和共享，進而有效提升流通管理效率，節約流通成本。其次，區塊鏈的去中心化特征能夠滿足用戶需求的多樣性、復雜性和個性化，也能夠極大地促進信息資源多點共享，能夠彌補傳統圖書館公共屬性中的一些不足。

應用區塊鏈技術，能夠在一定程度上保證共享資源的真實性和唯一性，即保證共享資源的完整性、未篡改及內容不重復。區塊鏈利用智能合約機制，能夠使信息資源在多主體共享時，保證信息資源的審批、流通及共享等環節自動化完成，并且保證整個過程在各主體之間具有透明性及不可篡改性。利用區塊鏈技術，可以把用戶需要的信息資源全部進行公開呈現，提高信息資源的共享效率。同時，用戶可以對所發布的信息內容進行點評和討論，這樣信息經過多層過濾后往往會最趨近真實。對于開放獲取（Open Access， OA）的數字化文獻，由于不存在版權問題，利用區塊鏈技術可以實現數字資源共享或“數字化文獻資源的自館配”。于新國認為[10]，在圖書館的館配文獻建設中，區塊鏈具有良好的應用前景；自館配建設電子文獻模式（即分布式館配文獻資源建設技術），符合區塊鏈技術的原理，能夠讓每個用戶和機構都能參與文獻資源建設，同時也會選出館配資源建設能力最強的機構或用戶。

利用區塊鏈還可以避免一些突發事件對圖書館資源造成的巨大損失。由于區塊鏈技術具有分布式數據存儲特點，每個節點都能獲得一份完整的數據，這個特征可以極大地避免因火災和地震等突發事件引起的數據丟失，可以完整保存一些珍貴的數據資源。

2.3 數字圖書館信用服務方面

由于區塊鏈技術具有去中心化、共享和透明等特征，在社會信用體系建設方面具有較大應用前景。在圖書館的信用服務領域，圖書館用戶可以利用各自的社會信用指數，來免押金地享用各種數字圖書館提供的各類資源與服務。數字圖書館的信用服務有助于喚醒社會群體的信用意識，提升全社會對數字圖書館的關注和利用，未來將對圖書館事業發展產生重要影響。建立數字圖書館信用服務體系，需要采集和加工全國各類圖書館用戶的信息，涉及范圍較廣，并有海量數據需要存儲，難以保證信息完整性；利用區塊鏈技術建立社會信用系統，能夠在一定程度上保證信息的真實完整，也可以建立較為全面的圖書館信用服務體系。

利用區塊鏈技術還可以提高圖書館在線學習的可信度。未來數字圖書館將為用戶提供更多優質的在線學習資源，頒發及時有效的在線學習證書；將區塊鏈應用到數字圖書館的各種教育學習過程中，形成一系列分布式數據記錄，能夠有效地記錄學習者在數字圖書館系統中的活動痕跡，準確地保存所有學習人員的成績，從而保證教育過程與學習結果的真實、完整和可信。

3 數字圖書館應用區塊鏈技術面臨的一些挑戰

3.1 行業技術規范欠缺

目前，數字圖書館應用區塊鏈的經驗不足，還處于起步探索階段，并且區塊鏈應用于圖書館領域的技術規范和相關標準也尚未建立。與此同時，現有的一些數字圖書館管理制度和規范可能會在某種程度上制約區塊鏈技術的發展。未來數字圖書館在應用區塊鏈的過程中，也許還會面臨一些意想不到的問題。

3.2 法律監管體系缺失

由于區塊鏈具有去中心化的特點，會導致目前各中心機構的管理功能被弱化，如法律監管機構的作用被大大弱化，這將給現有的法律監管體系帶來極大的挑戰。區塊鏈相關的法律條款出臺，還需要經過層層審批和修改，這將導致區塊鏈技術已經盛行但相關法律制度還未跟上的局面，數字圖書館領域的區塊鏈應用也缺乏必要的制度保障和法律保護。

3.3 用戶隱私保護問題

由于區塊鏈具有開放透明的特點，將導致數字圖書館區塊鏈上的數據都公開可見，其中也包括部分用戶的隱私信息。有學者認為，區塊鏈可以解決用戶個人隱私保護問題，但筆者存在不同觀點。對公有鏈而言，所有數據都將在公網上傳輸，所有節點都可以連接其他節點，并且在網絡層沒有相應的身份驗證等防護措施，僅通過“偽匿名”的方式可以對雙方進行一定的隱私保護，但這存在漏洞和風險。

3.4 攻擊風險安全問題

區塊鏈并非無懈可擊，鏈上的記錄仍有被推翻的風險。區塊鏈面臨的一個重要風險是51%攻擊風險，它是指能夠同時控制住系統中超過51%的節點，就可以修改信息。客觀上確實存在有掌握超過50%的結點出現的可能。區塊鏈在不經過改進的情況下，不排除會演變成弱肉強食的叢林法則。還有一種是“女巫攻擊”（Sybil Attack），如果網絡中存在一個惡意節點，這個節點可以具有多重身份，原來需要備份到多個節點的數據被欺騙地備份到了同一個節點（該惡意節點如同女巫偽裝成多重身份），就會帶來安全問題。

此外，區塊鏈技術應用還會面臨一些其他問題。如信息更改困難、數據冗余、智能協議應用問題等。由于區塊鏈存儲的信息不可篡改，若信息存在操作失誤或提供了錯誤信息，則后期使用就會出現較多問題，一些簡單信息（如地址和電話）的更新也會比較困難，此外還會產生數據冗余等問題。

4 對區塊鏈技術在數字圖書館領域的應用建議

4.1 完善行業標準規范建設

首先，應從國家層面推進數字圖書館區塊鏈應用標準體系建設。在充分了解國家政策的前提下，對區塊鏈在數字圖書館領域的應用進行調研，制定區塊鏈的相關應用標準。其次，吸引社會力量參與數字圖書館區塊鏈統一開發平臺的建設，促進不同機構和部門之間區塊鏈系統、數據和服務的互聯互通，有效提升區塊鏈在圖書館的應用效果，進而形成標準規范的數字圖書館區塊鏈建設環境。

據悉，工業和信息化部已牽頭組織編制區塊鏈相關的國家標

準[11]，從頂層設計視角推動區塊鏈標準規范建設；其中國家標準不僅包括一些基礎標準和應用標準，還包括互操作標準、過程標準、方法標準、安全標準等方面，將大大促進區塊鏈在數字圖書館的應用。

4.2 健全區塊鏈法律監管體系

目前區塊鏈技術還處于前期探索階段，法律監管體系尚不完善。未來在區塊鏈法律監管方面需要注意兩點：一是對不同場景下的區塊鏈使用進行分類監管；二是各監管機構之間應加強協作以提高對區塊鏈的監管效率。監管部門應加強與圖書館行業或相關組織的協作，開展對圖書館應用區塊鏈場景的研討，把握區塊鏈行業應用動態，建立監管規范，明晰監管責任等。今后國家層面和行業層面會逐步出臺相關法律政策，不斷健全區塊鏈技術應用的相關政策法規。

4.3 增強用戶隱私保護策略

對于涉及用戶隱私的業務場景來說，某些數據公開不符合用戶隱私保護要求。對于增強用戶隱私保護，可采取以下幾種策略。其一，由專門的認證機構來代理用戶在區塊鏈上進行各種操作，用戶的資料和個人行為并不進入區塊鏈；其二，不采用全網廣播方式，而是將數據的傳輸限制為正在進行相關交易的節點之間；其三，對用戶數據的訪問采用權限控制，持有密鑰的訪問者才能解密和訪問數據；其四，采用例如“零知識證明”等隱私保護算法，規避用戶的隱私暴露。

4.4 積極預防和規避安全風險

對于51%攻擊風險問題，應對策略是采用算法和現實約束相結合的方式，特別是現實約束方式，例如采用資產抵押、法律監管等手段進行預防和聯合管控。對于女巫攻擊問題，可以使用區塊鏈云服務解決。區塊鏈云服務擁有相對較為完善的智能合約機制，事先能夠對一些安全威脅進行預防；還可以提供完善的身份認證機制，能夠解決女巫攻擊問題；由于云計算平臺賬號具有統一性，能夠在一定程度上防止賬號的借用或轉賣。未來隨著信息技術飛速發展，一定會出現更多能夠規避區塊鏈安全風險的策略。

5 結語

目前，區塊鏈技術在數字圖書館的應用還處于探索階段，仍存在一些問題和挑戰。希望圖書館界同仁能夠以積極開放的心態迎接區塊鏈技術，不斷關注區塊鏈技術的發展和動態。未來數字圖書館應用區塊鏈技術，將以行業標準規范建設、區塊鏈共享資源建設、應用推廣示范建設等方面為重點，更好地推進我國數字圖書館事業的發展。

參考文獻

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