區塊鏈技術在高校圖書館領域中的應用研究

文/南京大學圖書館 華菁

2017年9月19日，國內第一家區塊鏈主題圖書館——“前海區塊鏈圖書館”正式揭牌成立，由前海國際區塊鏈生態圈聯盟發起并且成立，其宗旨是促進區塊鏈知識的普及、應用的落地以及助力創新創業。2019年1月10日，國家互聯網信息辦公室發布《區塊鏈信息服務管理規定》。2019年10月24日，在中央政治局第十八次集體學習時，習近平總書記強調：“把區塊鏈作為核心技術自主創新的重要突破口”“加快推動區塊鏈技術和產業創新發展”。

近年來，區塊鏈技術成為社會的熱門焦點，在金融領域發展迅速，但在高校圖書館的應用領域中還處于探索階段。筆者從高校圖書館一線工作人員的視角出發，基于區塊鏈技術的原理，分析了區塊鏈技術在高校圖書館流通服務（讀者服務）、資源建設（采編中心）以及知識產權（科技查新）三大基礎領域中應用的可能性，以期為高校圖書館的服務管理、資源建設以及保護知識產權提供新的思路和方法。

一、區塊鏈技術概述

（一）區塊鏈技術概念。說到區塊鏈就要先說明比特幣的概念，最初是由中本聰在2008年11月1日發表的《比特幣∶一種點對點的電子現金系統》一文中提出，比特幣是一種點對點傳輸的虛擬加密數字貨幣，是基于區塊鏈的應用技術發展而來，可以說，沒有區塊鏈就沒有比特幣，區塊鏈是比特幣的技術基礎，而比特幣是區塊鏈的一種表現形式。2009年1月3日第一個序號為0的創世區塊誕生，2009年1月9日出現序號為1的區塊，并與序號為0的創世區塊相連接形成了鏈，標志著區塊鏈的誕生。

區塊鏈從數據的角度看，是一種具有“開放性”“不可篡改性”“去中心化”的“分布式存儲數據庫”。從技術的角度看，不僅僅是一種單一技術，而是結合了“分布式賬本技術”“非對稱加密技術”“時間戳技術”“共識機制技術”及“智能合約技術”等多種技術的結果。涉及計算機技術、密碼學、經濟學、金融學、社會學等多個領域的知識。

（二）區塊鏈技術的核心技術。1.分布式賬本技術。根據英國政府發布的研究報告定義：“分布式賬本是一種跨越多個站點、國家或機構的數據庫，而且通常是公開的。數據在一個連續的賬本里按照先后順序記錄，但并不是存儲在區塊里面。只有當參與者達到一定數量的贊成票后，記錄才能添加在賬本里面”。簡單來講，就是交易記賬不受地理區域的影響，可以由不同位置的節點完成記賬，并且每個節點的賬目都是完整的，每個節點所享有的權利和義務都是同等的，各個節點之間相互驗證。2.非對稱加密技術。不同于對稱加密，在非對稱加密的過程中，加密和解密所使用的密鑰不同，即公鑰和私鑰不同，一般公鑰是公開的，而私鑰是私有的。一般使用的場景是，私鑰用于交易信息上生成數字簽名，公鑰用于驗證數字簽名，驗證通過后，才能最終確認這條信息，保證該信息確實是私鑰擁有者發出的。3.時間戳技術。時間戳實質上是區塊的高度，也就是區塊的序號，而非本地的機器時間。筆者通過區塊鏈的官方網站，查看到當前的區塊高度是686231，意味著比特幣的網絡已經產生了686231個區塊（如圖1）。4.共識機制技術。區塊鏈技術的核心是在“去中心化”情況下，互相不信任的節點之間就交易的合法性達成共識的機制。而與這套機制相應的有一套共識算法，比特幣是采用工作量證明機制，是一種基于計算隨機哈希的算法。5.智能合約技術。智能合約并不是區塊鏈催生的新產物，最早是由密碼學家尼克·薩博在1996年提出的，其定義是：一個智能合約是一套以數字形式定義的承諾，包括合約參與方可以在上面執行這些承諾的協議，是由計算機程序定義并自動執行的承諾協議。其特點是，合約的執行不需要第三方參與，在滿足某些設定的條件后自動執行。

圖1 區塊的高度

（三）區塊鏈技術的基本特征。1.去中心化。區塊鏈技術實質上是分布式存儲技術，區塊鏈上的每個節點都是平等的，所有節點都擁有同樣的權利和義務。按中本聰所述，比特幣是一種點對點（P2P）的電子現金系統，這種貨幣在去中心化體系下，無需服務器、無需對第三方的信任，便可自行運轉。2.不可篡改性。在區塊鏈中，一旦寫入并且達成共識后，其信息內容是不可篡改的，除非能將整個網絡中超過51%的節點同時控制，并且同時修改，達成共識認為這個修改是正確的，才能更改，通過單個節點去修改數據庫是無效的，這保證了信息的安全性與可信性，也讓區塊鏈上的數據穩定并可靠。3.開放性。區塊鏈系統是開放的，除了交易各方的私有信息是加密的，其余數據對所有節點公開，具有高度的透明性。每個節點都可以獲得完整的數據同步，每個節點都能回溯交易過去的所有信息，并且交易數據由所有節點共同維護。在去中心化的體系下，節點與節點間無需公開身份，每個參與的節點都是匿名的。4.區塊鏈的種類。區塊鏈按照中心化程度和準入范圍可以分為公有鏈、聯盟鏈和私有鏈（如表1）。

表1 區塊鏈種類

二、區塊鏈技術在高校圖書館流通服務中的應用

（一）改變紙本圖書流通模式。隨著貨幣的發展，人們在交易過程中，支付方式從使用實體貨幣直接買賣轉換為電子記賬方式，也就是從“人——人”模式轉變為“人——銀行——人”模式，而區塊鏈時代的到來，人們在數字世界中將再次回歸為“人——人”模式。同樣的理念也可以應用于高校圖書館的基礎服務工作——紙本圖書的流通中，傳統的圖書流通服務是完全依賴于高校圖書館的，高校圖書館擁有絕對的中心化，讀者歸還圖書后，圖書上架，之后別的讀者再次借閱，是完全的“讀者——圖書館——讀者”模式，結合區塊鏈的核心理念“去中心化”后，可以將原有的模式逐步轉化為“讀者——讀者”模式，使讀者與讀者之間進行直接的交易，實現閱讀資源共享。每個讀者（節點）在區塊鏈中都可以查詢到自己借閱的所有圖書信息，同時，每個讀者（節點）也都被其他讀者（節點）共同監督，無需高校圖書館這個中心再次確認，這種自主自助互借模式將逐漸弱化高校圖書館的中心化，大大提高紙本圖書的流通率，極大地將圖書管理員們從圖書借還工作中解放出來。這將對高校圖書館傳統業務產生巨大的沖擊，發生顛覆性的改變。

（二）提高讀者參與度。在讀者撰寫論文時，需要閱讀大量的紙本圖書以及下載大量期刊文獻，而一本圖書往往包含多個章節，一篇期刊也包含多個知識點，如何在每本書每篇期刊中快速準確的篩選出所需的信息，這就需要借助于區塊鏈的分布式存儲技術。分布式存儲技術讓讀者不受IP地址、時間、空間等客觀因素的限制，不僅可以檢索查詢數據庫資源和下載文獻，也可以協同管理，參與數據資源的開發利用，通過筆記或者涂鴉式的描述，將自己看過的圖書中感興趣的部分簡要地記錄下來，像是標簽一樣，例如這本書第三章節的摘要，第五章節的涂鴉等，然后上傳知識信息，通過這種方式建立自己的區塊。這種高參與度的關鍵點在于自由性，不需要每一章節都記錄，只需要把自己閱讀過的部分內容記錄即可，上傳至區塊鏈中，在別的讀者需要時可以輕松簡單的讀取，而不需要浪費時間閱讀完整本圖書，節約時間成本，提高圖書利用率。但也并不是人人都可以隨意上傳自己的各種讀書心得，這會使得數據的質量參差不齊，因此上傳的記錄需要專業人員審核后才可發布。

（三）提升信息服務。高校圖書館不但可以提供信息數據，也可以從中獲取信息數據，利用區塊鏈技術的“開放性”特征，高校圖書館可以收集讀者的使用信息，如：搜索習慣、借閱喜好等，通過智能分析，挖掘其真實偏好和需求。主動推送相關信息，使信息服務更加準確專業，這種個性化智能服務將大大提高讀者的滿意度，從而提升高校圖書館的信息服務質量。在這個過程中，由于區塊鏈技術中的“非對稱加密技術”和“不可篡改性”，可以確保讀者個人隱私數據的完整性和受限使用性，在“開放性”的前提下保證了隱私的“安全性”。

三、區塊鏈技術在高校圖書館資源建設中的應用

（一）改變圖書采購模式。高校圖書館傳統的采購模式一般為供應商提供書單，相關工作人員批量購買大量圖書，這種常規采購方式的最大弊端在于采購館員無法了解每個專業的需求，對于最新科研動態與發展趨勢的信息敏感程度不一，因此用戶的實際需求往往得不到滿足。通過區塊鏈技術“去中心化”可以讓每個讀者都參與到館藏文獻的資源建設中，各個學科領域中的佼佼者都可以根據自己的專業知識，給出具有相對權威性的圖書購買建議，通過“推薦購買”提高館藏資源的數量與質量。

利用區塊鏈技術的“開放性”，高校圖書館通過對讀者借還書的行為進行分析，以此來調整采購圖書的種類、數量等，減少“零利用”的圖書采購。

利用區塊鏈技術還可以解決高校圖書采購中的一個重要問題——盜版，通過對圖書的數據溯源，可以查詢到每本圖書的印刷、出版等信息，從而驗明正版與盜版。

（二）促進數字資源共享。傳統模式下，高校圖書館需要向數據供應商購買數字資源，同時文獻所有者會將自己的文章出售給數據供應商，而利用區塊鏈技術的“去中心化”和“分布式存儲技術”，就可以實現數字資源點對點共享，省去數字文獻資源中間商的存在，提高資源的利用率。

高校圖書館聯盟通過館際互借與文獻傳遞，來彌補聯盟成員館間文獻資源的不足，互通有無，一般傳統的傳遞方式有直接郵寄書、復印件或者掃描為電子文檔等，這其中最大的弊端在于時效性差，區塊鏈技術的“去中心化”和“分布式存儲技術”，可以將各館成員以節點的形式相互連接，讀者通過其中的任何一臺設備，就可以訪問該系統中的所有數據庫，提高了資源的共享效率，通過“共識機制”共同保護文獻資源的使用權。

（三）提升數據存儲安全。在數字資源的建設過程中，保證其安全性是一項重要的工作，當高校圖書館系統遭到一些病毒或者惡意攻擊時，傳統的存儲模式勢必會造成文獻資源的遺失、泄露等問題。利用區塊鏈技術的“去中心化”和“分布式存儲技術”，當部分數據出現丟失后，由于區塊鏈中的每個節點都會存儲全部的館藏數據，因此可以通過其他節點找回丟失的信息。

由于區塊鏈具有“不可篡改性”，當工作人員操作失誤后，并不會影響數據資源的整體性，保證了其安全性。

利用區塊鏈的“開放性”，高校圖書館可以根據讀者的需求提供多元化的個性服務，但同時也要保護讀者的隱私信息，通過“共識機制”可以更好地維護高校圖書館的數據存儲與隱私安全。

四、區塊鏈技術在保護知識產權中的應用

保護知識產權就是保護創新。在當今的互聯網中，知識產權侵權現象嚴重，很多關于知識產權的問題都存在著取證難、維權難的問題。保護知識產權對高校圖書館來說必不可少，利用區塊鏈的“時間戳技術”“非對稱加密技術”以及“不可篡改性”，在去中心化的分布式數據庫中存儲知識產權信息，其所有權信息只需證明一次，即可在區塊鏈上共享證明結果，包括版權獲取時間、所有者信息等。無需第三方的介入，所有權按順序實時更新，使得知識產權的轉讓交易數據成為不可篡改的記錄。

傳統版權保護方法與區塊鏈版權保護方法對比（如表2）

表2

五、區塊鏈技術在應用中存在的問題及思考

（一）標準的建立。近年來，區塊鏈技術得到了廣泛地開發與應用，國家也制定了相應的政策法規以及資金的扶持，促進有關企業和科研單位相互協作。但是，在高校圖書館界，還沒有區塊鏈應用的相關政策及經費支持，因此，亟須出臺相應的標準和制度，加大研發的力度以及資金的投入，為推動區塊鏈在高校圖書館行業中的應用做出積極的努力。

（二）人才的培養。由于區塊鏈技術在高校圖書館的應用僅僅處于起步階段，并且區塊鏈技術涉及計算機技術、密碼學、經濟學、金融學、社會學等多個領域的知識，因此，對于傳統高校圖書管理員來說存在認識不足、知識缺乏等問題。面對這種現狀，可以通過以下兩個方式來解決：1.引進專業的區塊鏈人才，提高技術研發力量。2.培訓現有的高校圖書管理員區塊鏈的相關理論知識，與高校圖書館技術相結合，融會貫通。

（三）應用的方向。將區塊鏈技術應用于高校圖書館的最終目的是提升高校圖書館服務的質量，完善高校圖書館的職能，為讀者提供更加優質的服務。因此，在高校圖書館哪些領域中應用區塊鏈技術，需要根據高校圖書館自身需求，做出全面的思考，切記不可操之過急、生搬硬套，要結合實際做出長遠的發展規劃。

六、結語

區塊鏈技術應用于高校圖書館領域，對于傳統的流通服務模式和資源建設模式來說，都具有顛覆性的改變，高校圖書館將迎來新的機遇和挑戰。打破以高校圖書館為中心的“中心化”思想，利用區塊鏈的“去中心化”思想，讓每位讀者都成為“中心”，不斷注入新的思路和方法，從根本上提高高校圖書館的服務質量水平，進而推動各種信息服務模式的轉型與升級，不斷促進我國高校圖書館事業的美好發展。