區塊鏈技術在公共圖書館中的應用研究

牛 青

（重慶市渝中區圖書館，重慶 400014）

1 概述

近年電子產品普及改變了大眾的傳統紙質閱讀習慣，紙質圖書借閱量逐年下降，圖書資源流通效率不高，數字資源采購費用逐年上漲……已成為公共圖書館發展的痛點。而區塊鏈的技術優勢給困境中的公共圖書館帶來了曙光，為圖書館創新管理運行機制、智慧服務和智能交互提供了可能。

2 區塊鏈為借還書服務模式提供新出路

2.1 傳統模式已成新時代閱讀推廣的制約因素

傳統借還書系統中，讀者的借還書活動緊緊圍繞圖書館這一中介進行。該模式有利于圖書館工作人員及時掌握圖書現狀，為后續及時重新采購、更換等提供準確的依據。然而，圖書歸還后再次經歷分類、上架、重新登記等流程，勢必大大降低了圖書的流通效率。讀者的一切借還信息均被唯一地存儲在圖書館的服務器上。雖然這一方式可以避免讀者信息泄露問題，但是圖書館規模較大、讀者眾多時，服務器硬件和軟件的正常運轉將占據圖書館工作人員更多的時間和精力。

2.2 區塊鏈帶來分散型服務新模式

依靠區塊鏈技術，公共圖書館除了具備讀者—圖書館的傳統借還書功能，還可以實現讀者—讀者、館際圖書流通功能。

1）讀者——讀者借還書流程。讀者在圖書館借閱平臺查詢所需圖書的當前位置，所需圖書如在其他讀者手中，則借方可以在借閱平臺與圖書當前讀者建立聯系，當兩者達成一致，即可自行約定圖書交換時間、地點等（此時圖書當前讀者即轉變角色為還方），并將約定內容交由區塊鏈，建立智能合約。當進行線下圖書交換時，將利用電子交換密碼對借還雙方數據加密，確保交易僅限于簽訂智能合約，進而完成線上數據更新流程。具體流程為，還方在查詢并獲取借方的公鑰，用其公鑰對圖書信息（如條形碼）進行加密，借方用自己的私鑰破解加密數據。另外，還方發送的數據除了加密的圖書信息外，還包括還方的數字簽名，從而，借方可以用還方的公鑰，來驗證交易中借方的數字簽名以便驗證交易內容是來自還方。最終，交易信息封裝在區塊中，以廣播形式擴散到網絡中各個節點。

2）讀者—圖書館借還書流程。作為傳統的借還書流程，如果沿用以前的平臺，公共圖書館則需要維護兩套平臺，增加日常維護工作量。因此，我們可以在讀者—讀者借還書流程上做兼容，將圖書館作為借方，以適配讀者—圖書館借還書需求。當讀者所需圖書在圖書館，讀者自行去圖書館借閱，將當前借閱時間和圖書館地址默認為圖書交換時間、地點等，簽訂智能合約，后續流程同上。

3）館際互借流程。館際互借旨在打破中小型圖書館館舍和經費的限制，進一步滿足讀者對文獻的需求，實現圖書共享。傳統的館際互借方式主要有郵寄、館際互借證等,存在物流成本高、頻繁出現丟書、破損等問題，可能對珍貴的圖書資源帶來無法彌補的損失。基于區塊鏈不可篡改、可追溯、信息安全可靠等特性，公共圖書館可以建設借閱信息追蹤網絡來實現真正可信賴的館際互借。需要支持館際互借的圖書館可成立聯盟，這樣各個圖書館成員的讀者就納入到區塊鏈內，從而實現館際讀者之間、讀者與非注冊圖書館之間的互借。

2.3 做好流程細節適配和技術銜接

通過與區塊鏈技術的結合，公共圖書館的身份發生了根本性變革，由原來的借閱中心、橋梁轉變成為一個普通的“讀者”。新的借閱模式可以為讀者節省借還時間，扭轉傳統借閱模式圖書流通效率低的困局，降低圖書借還過程中的人力成本，解決目前公共圖書館普遍存在的人力不足問題等。區塊鏈作為新興技術，其與公共圖書館業務的融合勢必會遇到一些現實問題。細微之處問題的解決，將助推區塊鏈技術早日在公共圖書館領域生根發芽。

國企審計工作中，部分企業獲得審計報告后，便認為相關工作全面結束，并未考慮報告解讀分析及使用狀況，未將審計成果形成系統化的總結內容。更無法進行總結分析、要點提煉、難點研究等工作，潛在隱患問題突出，對日后相關工作的發展沒有參考價值。同時其他機構的工作人員也并未提高審計報告的重視度，致使審計成果利用度較差、資源浪費現象明顯、審計效率明顯偏低。

2.3.1 及時掌控圖書破損情況

傳統借還書模式中，公共圖書館工作人員負責監控圖書破損情況，對破損嚴重的圖書進行重新采購、上架。而引入區塊鏈技術后，更多的圖書將主要在讀者間流動，那么，圖書館如何獲取圖書破損信息，成為區塊鏈和圖書館融合中要考慮的重要問題之一。

如圖1 所示，在采用區塊鏈技術的借還書服務流程中，考慮到圖書館身份的去中心化，圖書館可以預先根據日常剔舊標準來對圖書破損程度劃分等級標準和整體評價標準，在讀者交換圖書過程中，借還雙方將圖書破損程度寫入智能合約中。當圖書達到剔舊標準時，讀者借閱完畢后可歸還給圖書館，圖書館在智能合約中獲取讀者對圖書破損的評價，并結合圖書的實際情況，做出圖書是否需要剔舊的裁決。如果無需剔舊，圖書館可通過智能合約修改圖書破損情況的參數。如果需要剔舊，圖書館則進行后續圖書重新采購、上架等流程完成圖書更新過程。

圖1 區塊鏈下圖書更新示意圖

2.3.2 筑牢現實安全防線

區塊鏈系統通過非對稱密碼、哈希函數、共識算法、數字簽名、智能合約等這些技術的組合，解決了“雙花”問題，構建了全新信任機制，提供了一個去中心且可信任的平臺。雖然區塊鏈成功解決了對鏈上數據所表征的歷史行為和以規則、機制為約束的未來行為這兩者的信任，但是區塊鏈更多的是從技術層面解決信任問題，無法解決現實交易中非技術環節的信任問題。區塊鏈技術下的借還書服務模式最大的優勢在于實現了讀者間的圖書流通。而讀者間自行約定圖書交換時間和地點這一方式無疑存在一定的安全隱患，從某種程度上為犯罪提供了可趁之機。如何為讀者提供一個安全且可信任的鏈下圖書交換機制具有非常重要的現實意義。

近年來，越來越多的公共圖書館采用了總分館管理模式，建立分館、服務站、漂流站等。個別圖書館為豐富全民閱讀網絡的“毛細血管”，進一步細化了底層設計，在人口聚集的小區、商圈、廣場等地籌建了圖書漂流箱，方便了讀者就近借還圖書，贏得市民的普遍好評。

我們可以將圖書中轉站（如圖書館、分館、服務站、漂流站、圖書漂流箱等）的概念引入區塊鏈技術下的借還書服務模式中，進一步優化圖書交換流程，解決鏈下圖書交換的信任問題。如圖2 所示，借還雙方在借閱平臺自行約定圖書交換時間、圖書中轉站等，建立智能合約。借方在約定時間將圖書歸還至約定圖書中轉站，還方對圖書信息進行加密和數字簽名，以確保圖書在中轉站期間不被其他讀者借走。同時，圖書館借閱平臺給借方發送提醒信息，借方到中轉站驗證身份完成交易。從而，給讀者提供一種更加安全的圖書借還途徑。

圖2 區塊鏈下圖書交換示意圖

2.3.3 便捷交易更添兼容性

近年掃碼（如條形碼、二維碼）這一便捷的交易方式已被市民所普遍接受。在采用區塊鏈技術的借還書服務流程中，借還雙方在交換圖書過程中需要一一核對10 多位數字的圖書條形碼，無疑會給讀者帶來不便，尤其是中老年和視力較差等讀者。另外，一些大中型公共圖書館也紛紛推出快遞借還書服務，這一創新服務方式一經推出就得到80 后、90后的追捧。

區塊鏈技術設計之初主要實現了數字資產的交易。去中心化的解決信任問題、通過智能合約進行價值轉移成為區塊鏈最大的創新和優勢。但是，現實中存在大量的線下交易給區塊鏈提出了新的需求，故而，區塊鏈引入了“預言機”這一概念。預言機是一種單向的數字代理，當區塊鏈上的某個智能合約有數據交互需求時，預言機在接收到需求后，查驗現實世界的數據，并將獲取的信息經加密后反饋給智能合約。

如圖3 所示,為獲取鏈下現實生活中的數據信息（如圖書條形碼、快遞單號等），區塊鏈技術下的借還書服務模式需要引入預言機來輔助智能合約的履行。借還書雙方在交換圖書過程中可以通過手機、平板等便攜終端將圖書條碼信息掃描上傳至預言機，從而傳遞給智能合約。在快遞借還書業務中，借還書雙方（讀者和圖書館）也可以將快遞單號信息通過預言機傳遞給智能合約，從而為交易過程提供更有力的保障。

圖3 預言機輔助借閱示意圖

3 區塊鏈為文化扶貧開辟新局面

目前，脫貧攻堅已步入決勝階段，貧困人口和貧困發生率分別從2012 年年底的9899 萬人和10.2%減至2019 年年底的551 萬人和0.6%，目標任務接近完成。作為精準扶貧的重要一環，文化扶貧成為鞏固扶貧成果，激發貧困戶內生動力，預防“脫貧再返貧”的一劑良藥。而區塊鏈特有的技術優勢，為解決文化扶貧面臨的問題提供了可靠的技術支撐。

3.1 區塊鏈助力扶貧政策公開化

過去，貧困地區在落實中央、地方扶貧政策過程中存在各種問題，使得扶貧結果偏離預期。要使文化扶貧政策順利落地，建立一個可靠的傳播渠道是至關重要的。具有不可篡改性和去中心化的區塊鏈成為文化扶貧政策實施的有力助手。各級文化扶貧政策、方案、政策解讀等內容一經區塊鏈網絡傳播，就被組裝成區塊，按照時間順序串聯成鏈條，而要修改一個區塊中的數據，就需重新生成其后所有區塊。這種鏈式結構便于回溯，從而保證內容的可靠性。區塊鏈的去中心化，即網絡節點通過點對點方式通信，消息以廣播形式擴散到網絡中各個節點，也保證文化扶貧政策的公開化。

3.2 區塊鏈確保幫扶對象精準化

幫扶對象的精準識別是文化扶貧的首要問題。與經濟扶貧相比，文化扶貧在標準界定、識別難度、成效衡量等方面存在一定的困難。運用區塊鏈技術的共識機制能夠有效地解決上述問題。由于數據信息是精準施策的重要前提，因此，文化扶貧工作者不僅要獲取候選文化扶貧對象的受教育水平等文化顯性數據，還要獲取年齡、目前收入來源、工作內容、家庭基本情況等非文化隱形數據。這些數據經區塊鏈技術的共識機制，可以更加科學地識別出文化扶貧對象，讓文化扶貧惠民政策惠及真正需要之人。

3.3 區塊鏈推進幫扶過程科學化

明確文化扶貧的目標和理清扶貧對象的文化需求是整個文化扶貧工作能否取得實效的重要前提條件。文化扶貧的根本目標是要幫助貧困地區群眾扭轉貧困觀念，激發群眾思想活力，消除貧困文化。在前期調研中，要深入了解貧困地區基本情況，梳理文化扶貧對象不同類型的需求。以需求為導向，借助區塊鏈多重加密算法來實現講座、培訓等視頻資源的定向推送，從而使文化扶貧更加科學化。

3.4 區塊鏈促進幫扶主體廣泛化

通常情況下，各級黨委、職能部門承擔起文化扶貧主體責任。而去中心化作為區塊鏈最大的特點，雖然弱化了公共圖書館的中心地位，但是給全社會創造了一個平等、主動參與公益文化事業的平臺，吸引。市民可借助區塊鏈這一可信任的平臺為扶貧對象共享數字教育資源、提供遠程技術支持、捐贈科普讀物等。區塊鏈的引入將有助于提高市民社會責任感，有助于主客體之間形成良好的互動局面，有助于在社會上營造全員參與的濃厚的文化幫扶氛圍。

4 區塊鏈為信息化建設增強韌性

“韌性”是指系統、企業和個人在劇烈變動的環境中維持其核心功能和完整性的能力。1973 年加拿大生態學家霍林率先在系統生態學中引入這一概念，隨后，這一概念不斷擴展應用范圍，在城市安全、城市建設以及社會發展等領域取得一定的應用突破。而文化作為城市的靈魂，同樣需要注入“韌性”的基因。區塊鏈的引入，能提高公共圖書館的系統韌性。

4.1 助推數字檔案提質增效

公共圖書館的數字檔案主要涉及：（1）業務活動、場館情況的電子照片、視頻、文字材料等；（2）古籍、文獻數字化資源；（3）讀者信息，包括個人信息和借閱信息；（4）工作人員人事電子檔案。前三類一般由公共圖書館指定專人負責集中存儲在PC、服務器等電子設備上，這就存在一定的風險。通常，公共圖書館工作人員的人事電子檔案由專人負責錄入，在個人檔案維護過程中，通常檔案錄入人員打印錄入后的內容，并由本人簽字確認來避免人為操作失誤。顯而易見，傳統流程仍依賴紙質材料，且錄入人員工作量大。

數字檔案長期保存是一項高度復雜的專業工作，2016 年國家檔案局印發的 《全國檔案事業發展“十三五”規劃綱要》提到“‘互聯網+’行動計劃以及云計算、大數據、物聯網等信息技術的發展與應用，深刻影響到檔案的特性和檔案工作的邊界”。區塊鏈這一新技術，其不可篡改性可以確保數字檔案的嚴肅性、可靠度，其去中心化也確保數字檔案可在鏈上多節點儲存，提高檔案存儲的安全性。另外，多重加密中的非對稱加密策略也可以通過密鑰和簽名來解決數字檔案錄入、維護過程信息的準確性。故而，區塊鏈技術是數字檔案提質增效的一個重要的技術解決方案。

4.2 拓寬資源共享覆蓋面

近年來，電子資源在公共圖書館的采購經費中占有比例日益提高。通過與數據資源庫維護商合作，在保護知識產權的前提下，公共圖書館可以免費向讀者提供電子資源的借閱服務。除此以外，公共圖書館還可挖掘、篩選出更多有價值的數字共享資源。例如，越來越多的大中型公共圖書館已擁有自屬的文化品牌活動，但是出于版權、技術、資金等因素考慮未保留的活動視頻素材等。其次，公共圖書館在資源共享上可以發揮積極、主動作用，鼓勵市民依托公共圖書館搭建的數字資源平臺分享更多合法的優秀資源。然而，無論是圖書館自建資源，還是讀者共享資源，均存在版權保護、追溯等痛點。

2018 年4 月，百度圖騰基于區塊鏈的公信力和不可篡改性，配合可信時間戳、鏈戳雙重認證，為每張原創圖片生成版權DNA，從而真正實現了原創作品可溯源和作品版權有保障的目標。百度圖騰的這一創新應用，為公共圖書館資源共享提供了技術應用模板，增強了區塊鏈技術扎根公共圖書館事業的信心。

5 結論

作為全球最具權威的IT 研究與顧問咨詢公司Gartner 認為區塊鏈具有改變所有行業業務模式的潛力，但企業必須采納整個區塊鏈生態才能把握這些機會。習近平總書記在2019 年10 月24 日中共中央政治局就區塊鏈技術發展現狀和趨勢進行的第十八次集體學習中指出，要探索“區塊鏈+”在民生領域的運用，積極推動區塊鏈技術在教育、精準脫貧、公益、社會救助等領域的應用，為人民群眾提供更加智能、更加便捷、更加優質的公共服務。公共圖書館工作人員需要深入研究區塊鏈技術內涵和前沿應用，并結合當前業務特征，通過不斷梳理二者銜接的細節，查找實際操作的短板、缺口，探索解決辦法，從而進一步完善區塊鏈和公共圖書館的融合方案。