區塊鏈技術下智慧圖書館信息化建設發展研究

肖楚喬

（湖南財經工業職業技術學院 湖南 衡陽 421001）

0 引言

信息化建設是各類圖書館當前關注的重點話題，需要提高信息化服務水平，控制信息化管理難度，以便為社會公眾提供高質量的圖書資源。區塊鏈技術是推動信息技術發展的重要工具，可以將區塊鏈技術融入圖書館的信息化建設當中，以開放、兼容的方式，提升智慧圖書館綜合水平，因此有必要對此展開深入研究。

1 區塊鏈基礎概念與特征

1.1 區塊鏈基礎概念

2008年，Dorian S.Nakamoto在www.metzdowd.com上發布名為《Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System》的文章，目的是宣傳區塊鏈技術及比特幣功能，在文章中首次提出去中心化的電子交易體系，并在2009年實現比特幣算法，由此衍生出區塊鏈這種基于信息技術的概念。區塊鏈本質是去中心化的數據庫，通過密碼學技術將大量數據塊聯系在一起，結合數據存儲、點對點傳輸等方法，將某個時間內的網絡交易信息分布于所有數據塊中，以此達到驗證交易信息的真偽性，并生成下一個數據塊，通過相同方式與已經形成的數據塊進行有效聯系[1]。

1.2 區塊鏈特征

區塊鏈技術存在以下幾種特征：第一、分布式共識機制。如果不同的分布節點選擇相同的共識算法，在面對同一個建模對象時，會產生相同結果，在此過程中，也可以驗證其他分布節點的算法使用類型。這種共識機制可以確保分布節點擁有的分布式賬本具有良好的規范性，可以執行一致性的操作標準。區塊鏈的分布式共識機制，可以確保信息內容以規范方式記錄、存儲于區塊鏈中，通過公開記錄方式，確保數據的不可追溯修改；第二、去中心化的分布式計算。區塊鏈是以分布式進行數據計算，舍棄傳統計算模式中的強中心角色。網絡中各個節點是以點對點方式完成通信任務，在計算機網絡基礎上，通過軟件協議連接各個節點，各個區塊鏈無中間機構、不受個體控制，有效提升節點之間的溝通效率；第三、防篡改。區塊鏈技術使用Merkle authentication tree+區塊Hash pointer的方式，記錄數據變化信息。在區塊鏈記錄信息后，該信息無法被任何人修改、刪除、回滾。即使某個節點失效，用戶也可以借助其他節點，進行信息的存儲與訪問，保障數據的安全性。

2 區塊鏈技術應用于智慧圖書館信息化建設的意義

2.1 提升資源共享效率

區塊鏈技術擁有去中心化特性，以不設置中心管理的方式，執行點對點分布式模式，建設擁有開放式賬簿的網絡結構，用戶可以根據自己的使用需求，自行應用智慧圖書館的不同功能。區塊鏈技術和智慧圖書館融合后，建立起資源覆蓋范圍更大、使用更便利的信息化平臺，可以讓圖書館擁有的各類數據資源實現分布式處理與開放式獲取，以不同節點完成數據資源的直接傳播，削弱圖書館在數據資源傳播過程中的功能，圖書館從原本的信息傳播者轉變成信息傳播管理者，讓圖書館館藏資源分享效率成倍提高，進而滿足不同用戶的資源使用需求[2]。

2.2 提高數據資源安全性

作為圖書館服務的基礎內容，數據資源安全性對于智慧圖書館未來發展、用戶個人隱私安全均有較大影響。圖書館是面向社會公眾的信息服務機構，存儲大量高價值的數據資源。如果數據資源被不法分子篡改，會對圖書館的資源使用計劃造成嚴重影響。區塊鏈是由大量鏈式小區塊構成，各個區塊與專屬的Hash table對應，數據資源的各種操作，例如傳輸、訪問等，都是通過區塊順序時間戳，運行區塊鏈規定的加密技術，確保數據操作的安全性[3]。而且，區塊鏈技術的隱私保護功能也可以有效保護用戶的操作信息，從根本上解決數據保存的安全隱患。如果智慧圖書館擁有充沛資源，也可以在設計數據資源存儲機制過程中，將記賬加密算法作為設計基礎，配合其他加密機制，升級數據資源的存儲功能，以分布式完成數據資源的保存，提升圖書館數據資源的安全性。

3 區塊鏈技術在智慧圖書館信息化建設中的具體應用

我國信息化技術正處于快速發展的重要時期，智慧圖書館需要面對多種應用需求，例如館藏資源的數字化檢索、圖書館與讀者的即時互動等。合理使用區塊鏈技術，可以為讀者提供精準服務，從而滿足讀者的閱讀需求。本人參考大量相關文獻，認為想要在智慧圖書館信息化建設過程中，充分發揮區塊鏈技術的應用價值，就需要從流通模式、平臺服務、數據安全、利用效率、版權管理、流通模式等方面進行研究。

3.1 對智慧圖書館的流通模式進行創新優化

以往的圖書館借閱模式嚴重依賴圖書館的借還系統，由讀者與圖書館相關人員對接，完成書籍借閱任務。這導致讀者之間沒有良好的信息交流條件，讓讀者需要花費更多時間與資源，才能獲取有關圖書館館藏資源的其他信息，嚴重影響圖書資源在讀者群體中的流通效率。使用區塊鏈技術后，可以借助其去中心化特征，以點對點的形式，讓讀者之間完成相互交互，減少圖書館在讀者交流過程中的重要性。基于區塊鏈技術的圖書管理系統，能夠完成無中心化的圖書相互借閱，這個中心化代指圖書館主體角色。讀者從過去與圖書館對接，轉變成與其他讀者對接，更容易讓圖書管理系統精準分析讀者的閱讀偏好，從而分析出讀者近一段時間內最感興趣的熱門書籍，再以圖書管理系統構建自主服務平臺，通過全天候圖書自助流通模式，省略圖書館中心代理環節，讓更多讀者可以快速完成讀書借閱相關事宜，以此達到提升圖書館館藏資源的流通效率，合理控制圖書館運營成本的效果。而且，讀者通過圖書借閱、內容分享，也可以完善讀者之間的交流溝通渠道，對于提高圖書館館藏資源閱讀效率有較大幫助[4]。

3.2 提高智慧圖書館的學習平臺服務體驗

區塊鏈本質是擁有去中心化特性的分布式記賬系統，使用區塊鏈技術的用戶可以根據自己使用需求，自行訪問區塊鏈中的各類數據信息。例如用戶通過區塊鏈技術，完成線上學習，會生成學習成績、閱讀習慣等各類信息，用戶通過查看這些信息，可以合理掌握自己的學習情況，或由其他單位分析用戶信息，挖掘用戶學習習慣，提供具有針對性的教學內容。以區塊鏈技術為基礎建設的圖書館在線學習平臺，在這個過程中承擔“分析者”的角色。通過圖書館龐大的數據資源庫，對用戶線上學習過程中的各類數據詳細收集、整理例如閱讀軌跡、書籍評價等信息。如果圖書館接入本省或某個區域的圖書館網絡聯盟，也可以將用戶的信息在聯盟內部進行共享，強化信息利用效果。各個圖書館在共享用戶信息過程中，也可以對用戶信息作全面分析，提供專業化的評估內容，配合大數據技術完成用戶閱讀習慣細化研究，搜索圖書館館藏資源，和用戶的閱讀習慣做精準匹配，提供更精準的圖書資源推送服務[5]。同時圖書館也會利用用戶閱讀習慣，對館藏資源進行整合、優化，更新同類型的圖書資源，減少其他類型資源的推送頻率。利用這種雙向調整方式，為用戶提供個性化閱讀體驗，充分滿足讀者的學習需求，從而逐步提高智慧圖書館的學習平臺服務體驗，提升智慧圖書館的服務質量。

3.3 落實智慧圖書館的信息數據安全

大數據技術在近些年得到快速發展，應用大數據技術分析人群模型，已經成為各個行業經營、發展的工具。大數據技術可以準確分析用戶群體產生的各類數據使用傾向，研究數據潛在的規律內容，進而以有限的資源為用戶提供更好的服務體驗。以智慧圖書館為例，大數據技術通過分析用戶數據潛在價值，可以為圖書館提供閱讀服務改進的科學決策。但是智慧圖書館是面向社會各個群體的機構，其為大量用戶提供閱讀服務，也會積累大量不同類型的用戶數據，在建設智慧圖書館專用的數據資源庫時，會面臨更為嚴峻的信息數據安全問題。對于區塊鏈技術，雖然其擁有數據篡改的可能性，但是需要篡改者花費海量資源才能達到目的，在某種程度上也可以達到“不可篡改”的效果。智慧圖書館可以通過研究密碼學內容，Hash Function與Asymmetric encryption兩種模式，對區塊鏈技術中的智能合約做更細化的處理，構建圖書館聯盟內部數據共享機制，由不同的圖書館充當數據監控角色，確保在數據交互中，數據的平穩傳輸，提高用戶訪問圖書館數據資源庫的安全性，由此解決圖書館信息數據安全問題，規避用戶個人信息泄漏風險[6]。

3.4 提高智慧圖書館數據庫資源利用率

在我國邁入大數據時代下，可以預見未來智慧圖書館數據資源庫將會從當前的內部使用，逐步達成開源共享的發展目標。同時圖書館館藏資源的共建共享模式，也從側面顯示社會群體對獲取資源的真實需求。為滿足用戶需求，為智慧圖書館未來發展開辟道路，需要通過區塊鏈技術的分布式賬本存儲機制，完成數據資源庫的建設任務。圖書館可以通過聯合不同類型的主體角色，高效整合社會資源，完成數據資源庫的建設工作。建議與本市或本省的高校圖書館進行合作，構建起區域內的圖書館聯盟，利用P2P（peer to peer lending）網絡協議，完成數據資源庫的聯通工作，并將數據資源存儲于圖書館聯盟中的特定區塊上[7]。對于圖書館聯盟中的圖書館，需要嚴格遵循區塊鏈技術的智能合約協議，將自身作為節點，向圖書館聯盟進行數據共享，同步更新后的數據，保障使用區塊鏈技術的圖書館可以獲得真實、可靠的數據資源。而不同用戶也可以通過登錄圖書館提供的端口，享受不同圖書館節點提供的信息資源，滿足用戶的資源使用需求。

3.5 做好智慧圖書館數字資源版權管理相關工作

現在不同智慧圖書館在分享數字資料時，存在一定的信任問題，出現這種情況主要是參與分享數字資料的圖書館擔心在分享過程中，被其他圖書館盜用數字資產，難以保障自己的正常權益。智慧圖書館擁有大量數字資源，若是根據現存法律嚴格進行版權保護相關流程，需要繳納一大筆版權登記費用，還需要花費較長時間，增加著作版權侵權概率。而使用區塊鏈技術，可以為智慧圖書館提供完善的數字資源版權保護機制，通過打包形式，將數字資源的作者名字做加密處理，由區塊鏈負責存儲，根據存儲時間設置相應的時間戳，保障數字資源在區塊鏈中的唯一性。同時在區塊鏈中的所有網絡節點都使用實時共識機制，任何存在抄襲想法的圖書館或個人無法篡改數字資源內容，進一步提升版權保護效果。配合區塊鏈的去中心化特性，弱化了實體第三方機構版權登記效果，讓圖書館在更短時間內完成各類數字資料的版權確認工作。撰寫數字資料的作者可以省略版權舉證這個程序，根據區塊鏈技術快速鎖定自己作品版權使用情況，通過授權給其他用戶獲取版權利益。

3.6 建立智慧圖書館知識流通新模式

比特幣作為區塊鏈技術的應用實例，讓用戶充當整個系統中的分布式節點，利用礦幣獎勵用戶，從而證明區塊鏈技術的可行性。智慧圖書館在設計知識流通模式時，可以參考比特幣模式，為用戶提供閱讀數字代幣，以此達到獎勵用戶閱讀的效果。用戶在智慧圖書館構建的網絡系統中學習、交流時，由智慧圖書館記錄用戶各種行為頻率，分析行為產生的效能，并將這兩項內容作為獎勵代幣的參考依據。在網絡系統中，智慧圖書館還要提供讀者與作者交流的條件，以“點對點”方式提高互動效率，讀者向喜歡的圖書資源評論、點贊等行為，也需要納入閱讀數字代幣參考標準中。智慧圖書館可以根據用戶獲取的閱讀數字代幣數量，判斷用戶的學習能力與知識積累能力，對以后提供用戶的圖書資源計劃進行調整。用戶也可以將智慧圖書館作為渠道，使用閱讀數字代幣購買數字圖書資源，享受其他用戶的共享圖書內容。可以預見，如果智慧圖書館大規模推廣這種閱讀數字代幣模式，可以穩定提升智慧圖書館服務水平，加快圖書館館藏資源的流通效率，培養用戶終身學習的良好習慣，進而推動社會健康發展。

4 區塊鏈技術在智慧圖書館信息化建設中的推進策略

區塊鏈技術的應用仍處于探索階段，例如研發、推廣等內容尚不完善，想要科學應用在智慧圖書館的信息化建設中，就需要從政策與技術兩個方面同時推動。

4.1 政策層面

圖書館行業需要深入研究區塊鏈技術，重視關注區塊鏈的前沿技術，集合社會資源，由政府部門牽頭展開區塊鏈技術與智慧圖書館融合研究內容，設計具有可行性的管理措施與相應的政策細節。國內圖書館行業可以發布有關區塊鏈技術的白皮書，與國際圖書館行業進行合作，共同建設區塊鏈應用標準。同時建立面向社會各個群體的公共服務平臺，做好區塊鏈技術與智慧圖書館的技術創新工作。通過研究區塊鏈技術使用的風險，設置具體的監管內容，進一步完善圖書館行業的監管機制，為智慧圖書館未來發展創造良好條件。

4.2 技術層面

智慧圖書館需要利用區塊鏈技術，對數字資源的運行效率、安全性做更深入的研究，優化當前技術應用方案。除了現在使用的用戶隱私加密算法，圖書館行業還需要開發保護效果更好的隱私保護方案。建議可以將更多資源投入到硬件設備方面，讓區塊鏈系統獲得更強處理用戶數據的性能，提升數據處理效率。對于系統軟件，則要根據智慧圖書館的應用場景，選擇側鏈、子鏈等工作機制，提高算法運行效率，加快信息處理速度。同時培養擁有圖書館專業背景、懂得區塊鏈技術開發與應用的綜合性人才，儲備足量的專業人才，為以后區塊鏈技術順利實施做好基礎工作。

5 結論

綜上所述，圖書館是服務社會的公益性服務機構，需要緊跟時代發展浪潮，通過區塊鏈等技術展開技術升級，實現智慧圖書館的信息化建設。希望更多圖書館管理人員可以認識到智慧圖書館的重要性，結合科學方法合理應用區塊鏈技術，將更多資源傳遞給社會公眾，為我國科技水平不斷發展貢獻力量。