區(qū)塊鏈技術在圖書館中的應用障礙及場景探究

巫朝濱

(廣州圖書館，廣東 廣州 510623)

1 背景

區(qū)塊鏈是目前全世界最前沿的技術之一，既是繼大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)之后出現(xiàn)的又一項革命性技術，也是繼大型機、個人電腦、互聯(lián)網(wǎng)、移動社交之后出現(xiàn)的第五次計算機發(fā)展范式，對各領域的發(fā)展都產生了不同程度的影響。隨著智能圖書館建設成為現(xiàn)代公共圖書館的戰(zhàn)略發(fā)展任務，如何將區(qū)塊鏈技術應用于現(xiàn)代圖書館建設，是值得圖書館界共同研究的課題。

2 區(qū)塊鏈技術概述及其特征

2.1 區(qū)塊鏈技術概述

近年來，隨著數(shù)字貨幣影響力的提高，作為數(shù)字貨幣基礎的區(qū)塊鏈(Blockchain)技術越來越受到人們的關注。區(qū)塊鏈并不是一項單一的技術，而是分布式數(shù)據(jù)存儲、點對點網(wǎng)絡、共識機制、加密算法等計算機技術的新型應用模式。區(qū)塊鏈技術的出現(xiàn)為整個技術界提供了新的思維模式及程序設計范式，有學者認為區(qū)塊鏈將會是下一代互聯(lián)網(wǎng)技術Web3.0的重要基石。

2.2 區(qū)塊鏈技術的特征

2.2.1 去中心化。與傳統(tǒng)的中心化系統(tǒng)相比，區(qū)塊鏈技術不依賴第三方管理機構或中心化的硬件設備，主要通過以下三種技術方式實現(xiàn)去中心化：一是分布式數(shù)據(jù)存儲。區(qū)塊鏈的每個節(jié)點都會保存一份完整的賬本(數(shù)據(jù))，能夠完全追溯過往操作，保障了數(shù)據(jù)的完整性。二是點對點網(wǎng)絡。區(qū)塊鏈的所有節(jié)點既是服務端，也是客戶端，不存在交易中介，因此，區(qū)塊鏈的節(jié)點越多，數(shù)據(jù)就越安全。三是共識機制。由于區(qū)塊鏈中沒有交易中介，因此，各節(jié)點之間需要依靠共識機制維護分布式的數(shù)據(jù)存儲及協(xié)同保障整個系統(tǒng)的安全。

2.2.2 隱私安全。在實際應用中，區(qū)塊鏈應用了多項密碼學技術，如公鑰加密算法、私鑰加密算法、哈希算法、默克爾樹等，這些技術既能夠實現(xiàn)個人隱私的隱藏，又能夠保證交易或操作的安全和精確。

2.2.3 防篡改性。區(qū)塊鏈的每個區(qū)塊都帶有一個真實的時間戳，按時間排列的區(qū)塊組成鏈條，黑客在篡改某個區(qū)塊里的數(shù)據(jù)前，必須在整個區(qū)塊鏈中得到共識，即要達到整個區(qū)塊鏈算力的一半以上。這樣的機制使數(shù)據(jù)的篡改難度大大增加，且時間越早的記錄越難篡改。

3 圖書館應用區(qū)塊鏈技術的契機和優(yōu)勢分析

3.1 相關政策支持

目前，我國政府對區(qū)塊鏈技術的重視程度不斷提高，《“十三五”國家信息化規(guī)劃》明確將區(qū)塊鏈技術作為長期戰(zhàn)略性前沿技術，并指出其是未來五年內提供數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化服務的關鍵技術之一。《“十四五”國家信息化規(guī)劃》把區(qū)塊鏈作為前沿突破技術的目標之一，并指出了開發(fā)利用區(qū)塊鏈的方向。2016年10月，我國工信部發(fā)布了指導文件《中國區(qū)塊鏈技術和應用發(fā)展白皮書》，促使越來越多的學者關注區(qū)塊鏈技術的發(fā)展。2021年6月，工信部、網(wǎng)信辦聯(lián)合發(fā)布了《關于加快推動區(qū)塊鏈技術應用和產業(yè)發(fā)展的指導意見》，以解決制約區(qū)塊鏈技術應用和產業(yè)發(fā)展的關鍵問題，進一步夯實我國區(qū)塊鏈的發(fā)展基礎，加快實現(xiàn)技術應用的規(guī)模化，并明確提出要建設具有世界先進水平的區(qū)塊鏈產業(yè)生態(tài)體系，實現(xiàn)跨越式發(fā)展。

3.2 區(qū)塊鏈技術生態(tài)已形成

在政府的推動下，區(qū)塊鏈技術公司迅速發(fā)展，賽迪區(qū)塊鏈研究院的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國目前已有超過50家區(qū)塊鏈產業(yè)園區(qū)，其中廣東省、浙江省等地區(qū)的區(qū)塊鏈產業(yè)園數(shù)量較多。在百度、騰訊等知名企業(yè)的帶動下，區(qū)塊鏈技術相關的開源社區(qū)越來越多。另外，復旦大學、同濟大學、中國科學院軟件研究所等高校及研究機構已與部分企業(yè)合作開展區(qū)塊鏈技術的聯(lián)合研究。相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2021年我國的區(qū)塊鏈申請量達15,985，占全世界申請總量的84%，位居世界第一，且我國專利申請數(shù)量、專利家族數(shù)量、授權數(shù)量、被引用數(shù)量和國際專利申請數(shù)量都超過了歐美國家，以規(guī)模優(yōu)勢占據(jù)上風。

3.3 圖書館應用區(qū)塊鏈技術的迫切性

3.3.1 圖書館應與政企區(qū)塊鏈平臺對接。目前，政府與企業(yè)的區(qū)塊鏈平臺已陸續(xù)搭建完畢。以廣州市為例，廣州市于2020年建成了全市統(tǒng)一的政務區(qū)塊鏈基礎平臺，依托該平臺建成了“信任廣州”數(shù)字化平臺，計劃三年內將為全市企業(yè)用戶開通電子證照和電子印章，并提供區(qū)塊鏈可信認證服務，用戶可隨時隨地進行電子簽名、調用電子證照等，實現(xiàn)辦事“零跑腿、零見面、無紙化”。廣州圖書館作為廣州市人民政府設立的公益性公共文化機構，應積極建設自身的區(qū)塊鏈系統(tǒng)，做好與政企區(qū)塊鏈平臺的對接工作，滿足用戶的多元化需求。

3.3.2 圖書館應保證數(shù)據(jù)的完整性。圖書館是收集與傳播知識的場所，應保證館內數(shù)據(jù)資源的完整性，避免重蹈亞歷山大圖書館被焚毀的覆轍。目前，大多數(shù)圖書館的數(shù)據(jù)安全方案都是傳統(tǒng)的容災備份，雖然可在理論上避免較多意外情況的發(fā)生，但無法做到萬無一失。因此，圖書館可利用區(qū)塊鏈技術存儲數(shù)據(jù)，發(fā)揮區(qū)塊鏈的分布式存儲優(yōu)勢，最大限度地保證數(shù)據(jù)的完整性。

3.3.3 圖書館應實現(xiàn)館際資源的互聯(lián)互通。圖書館往往受地域、場地、資金等限制，難以完全滿足所有讀者的需求，因此，圖書館之間應建立合作關系，實現(xiàn)館際資源的互聯(lián)互通，有效滿足讀者的需求。目前，圖書館在相互合作的過程中，往往會遇到權限管理、數(shù)據(jù)互通、隱私保護等一系列問題，傳統(tǒng)的解決方案存在數(shù)據(jù)泄露的風險，其可利用區(qū)塊鏈技術加密數(shù)據(jù)，在保障數(shù)據(jù)安全的基礎上，實現(xiàn)館際資源的互聯(lián)互通。

3.3.4 圖書館應有效應對讀者數(shù)量的飛速增長。隨著圖書館服務水平的提高，其讀者數(shù)量飛速增長。以廣州圖書館為例，截至2021年年底，廣州圖書館累計注冊讀者達2,232,084人，2021年新增讀者610,833人，如何安全快捷地為大量讀者提供服務是廣州圖書館必須面對的重要問題，而區(qū)塊鏈的去中心化及高透明性等特性能夠有效解決這個問題。

4 圖書館應用區(qū)塊鏈技術的障礙分析

4.1 區(qū)塊鏈技術的性能障礙

自區(qū)塊鏈技術誕生以來，其性能問題一直是相關人士爭論的焦點，網(wǎng)絡通信、密碼運算和共識機制是制約公鏈交易性能的主要因素，而相對較低的公鏈交易性能難以滿足圖書館服務廣大讀者的需求。隨著相關理論的發(fā)展，新的聯(lián)盟鏈技術限定了用戶范圍，性能顯著提升，中國信息通信研究院的可信區(qū)塊鏈性能評測結果顯示：2021年參測的區(qū)塊鏈產品平均CTPS(Confirmed Transactions Per Second，每秒鐘確認上鏈交易數(shù))達到35,531，遠超比特幣、以太坊等公鏈系統(tǒng)的性能水平。圖書館的服務范圍相對固定，其可利用聯(lián)盟鏈技術解決區(qū)塊鏈技術性能不足的問題，充分發(fā)揮區(qū)塊鏈技術的高安全性、高透明性、不可篡改性等優(yōu)勢。

4.2 區(qū)塊鏈技術的部署及使用障礙

區(qū)塊鏈技術具有一定的復雜性，部署難、使用難、運維難等問題突出。針對這些問題，Microsoft與IBM公司共同提出了BaaS(Blockchain as a Service，區(qū)塊鏈即服務)的概念，為開發(fā)者提供了一種結合區(qū)塊鏈技術的云服務平臺。該平臺以云計算為基礎，通過融合區(qū)塊鏈底層、集成開發(fā)工具、智能合約管理、自動化運維、數(shù)字身份、跨鏈服務等功能，實現(xiàn)區(qū)塊鏈底層和應用的一站式開發(fā)與部署，大大降低了區(qū)塊鏈項目的開發(fā)、實施、運維難度。目前，我國的百度、騰訊等公司相繼上線了BaaS平臺，可供圖書館使用。

5 區(qū)塊鏈技術在圖書館中的應用場景

5.1 圖書館數(shù)據(jù)資源共享平臺

開放數(shù)據(jù)資源共享能夠有效提高圖書館的數(shù)據(jù)資源利用率。在圖書館應用區(qū)塊鏈技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享方面，淄博市圖書館的廉冰和楊振瑜分析了聯(lián)盟鏈的概念，梳理了其相關的發(fā)展、應用情況，并提出了基于FISCO BCOS系統(tǒng)架構理念的圖書館聯(lián)盟鏈平臺建設意見。

5.2 公共圖書館通借通還應用

圖書館開展館際通借通還、一館辦證多館通用、一卡通行就近借還、一館藏書各館共享等實際業(yè)務工作，能夠為讀者提供更加便捷、高效的服務，提高服務水平。杭州圖書館的陳鋒平、沈昕和柴玲姬提出了基于區(qū)塊鏈技術的通借通還聯(lián)盟鏈應用項目，介紹了公共圖書館區(qū)塊鏈聯(lián)盟的概念，探討了聯(lián)盟成員在數(shù)據(jù)共享、身份認證、授權訪問等方面應用區(qū)塊鏈技術的可行性，以期實現(xiàn)公共圖書館館藏資源的通借通還。

5.3 圖書館數(shù)字閱讀精準推薦

圖書館的館藏資源數(shù)量較多，讀者往往難以找到所需的資源。為了滿足讀者的閱讀需求，提升服務水平，圖書館應為讀者提供精準的數(shù)字閱讀推薦服務。雖然圖書館有義務保護讀者的隱私安全，但收集讀者的個人信息是其開展精準數(shù)字閱讀推薦服務的基礎。因此，圖書館可利用區(qū)塊鏈的不對稱加密、去中心化、防篡改性等特征，在有效保護讀者個人信息安全的同時，滿足他們的數(shù)字閱讀精準推薦服務需求。湘潭大學公共管理學院的劉一鳴和王佳佳提出了利用區(qū)塊鏈技術解決推薦對象難以準確識別、推薦資源難以準確匹配、推薦渠道難以準確傳播等實際問題的方法，以期圖書館能夠開展精準的數(shù)字閱讀推薦服務，提升讀者的閱讀體驗。

6 結語

綜上所述，區(qū)塊鏈技術的完全去中心化、不可篡改和分布式存儲等特點，使其在圖書館領域有著廣泛的應用前景。圖書館應把握好區(qū)塊鏈技術的發(fā)展機遇，將區(qū)塊鏈底層技術服務與智慧圖書館建設相結合，積極探索區(qū)塊鏈技術在知識服務、館藏資源建設、數(shù)據(jù)共享等方面的創(chuàng)新應用，提高數(shù)據(jù)管理的智能化和精準化水平，最大限度地滿足讀者的多元化需求。