區(qū)塊鏈技術在智慧圖書館中的應用研究

摘要：智慧圖書館建設是推動城市智慧化轉型、破解圖書館資源“孤島”、優(yōu)化圖書信息資源配置的重要舉措。利用區(qū)塊鏈技術的去中心化、不可篡改和非對稱加密的特性，可實現(xiàn)對圖書館數(shù)字資源的資產(chǎn)化管理，為全國圖書館數(shù)字資源的互聯(lián)互通和智慧服務提供助力?；诖?，論述了區(qū)塊鏈技術在智慧圖書館建設中的應用價值和優(yōu)勢，分析了區(qū)塊鏈技術在圖書館數(shù)字資源資產(chǎn)化轉型中的重要作用，設計了基于區(qū)塊鏈技術的智慧圖書館應用系統(tǒng)，旨在切實推動公共圖書館從傳統(tǒng)圖書館向智慧圖書館的發(fā)展轉型。

關鍵詞：區(qū)塊鏈"智慧圖書館"智慧化服務"分布式館藏"版權保護

Research"on"the"Application"of"Blockchain"Technology"in"Smart"Libraries

CHEN"Ying

Hui'an"County"Library，"Quanzhou，"Fujian"Province，"362100"China.

Abstract："The"construction"of"smart"libraries"is"a"crucial"initiative"to"promote"the"transformation"of"urban"intelligence，"break"the"\"island\""of"library"resources，"and"optimize"the"allocation"of"book"information"resources."Utilizing"the"decentralized，"tamper-resistant，"and"asymmetric"encryption"features"of"Blockchain"technology，"it"is"possible"to"achieve"asset-based"management"of"digital"library"resources，"providing"support"for"the"interconnection"and"intelligent"services"of"digital"resources"in"libraries"across"the"country."Based"on"this，"this"article"discusses"the"application"value"and"advantages"of"Blockchain"technology"in"the"construction"of"smart"libraries，"analyzes"the"significant"role"of"Blockchain"technology"in"the"asset"transformation"of"library"digital"resources，"and"designs"a"smart"library"application"system"based"on"Blockchain"technology，"aiming""to"effectively"promote"the"transformation"of"public"libraries"from"traditional"libraries"to"smart"libraries.

Key"Words："Blockchain;"Smart"library;"Intelligent"services;"Distributed"collection;"Copyright"protection

近年來，在數(shù)字中國的發(fā)展背景下，區(qū)塊鏈技術作為一種新興的記錄、存儲和管理數(shù)據(jù)方式，開始逐步滲透到社會的各個領域。智慧圖書館作為圖書館未來發(fā)展的重要方向，是實現(xiàn)城市智慧化轉型發(fā)展的重要內(nèi)容[1]。區(qū)塊鏈技術以其去中心化、不可篡改和非對稱加密的特性，可有效解決圖書館在資源管理、信息共享等方面存在的問題，提升圖書館的數(shù)字資源管理、讀者服務和資源共享能力，轉變傳統(tǒng)圖書館以書和資源管理為中心的服務和管理模式，提升圖書館的智慧化管理和服務水平。

１"區(qū)塊鏈技術的應用價值和優(yōu)勢分析

區(qū)塊鏈技術具有去中心化的特性，數(shù)據(jù)分布于網(wǎng)絡中的多個節(jié)點，數(shù)據(jù)的存儲、驗證、更新和傳輸?shù)炔灰蕾噯我坏闹醒霗C構或服務器，且每個節(jié)點都保存著整個區(qū)塊鏈的副本，使數(shù)據(jù)具有極高的安全性和不可篡改性。同時，區(qū)塊鏈通過多重算法和加密技術可保證數(shù)據(jù)在存儲、傳輸?shù)雀鱾€環(huán)節(jié)的完整性和可追溯性，使網(wǎng)絡中的參與者可在無可信任第三方的條件下完成交易，可有效地克服“雙重消費”、“拜占庭將軍”問題。

1.1"增強圖書館信息存儲的安全性

在當前社會信息化和數(shù)字化發(fā)展的背景下，圖書館館藏資源數(shù)據(jù)化是未來發(fā)展的必然趨勢，也是智慧圖書館建設的重要目標。通過館藏資源數(shù)據(jù)化，將不同載體、空間位置和表達形式的各類圖文信息資料進行數(shù)字化加工和網(wǎng)絡化存儲，為用戶網(wǎng)絡檢索、查閱和利用提供便利。但是，圖書館館藏數(shù)字化也為館藏資源安全存儲帶來了一定的風險。圖書館館藏作為社會文化和信息的載體，一旦被惡意篡改，會對圖書館自身及社會文化造成不可估量的損失[2]。在圖書館智慧化轉型的背景下，如何保護館藏資源存儲、傳輸安全及用戶隱私成為智慧圖書館建設中必須解決的問題。

區(qū)塊鏈技術可將圖書館館藏信息存儲于多個網(wǎng)絡節(jié)點，使數(shù)據(jù)的存儲、驗證、更新和傳輸?shù)炔僮鞑辉僖蕾囉趩我坏闹醒霗C構或服務器，運用分布式賬本、區(qū)塊鏈式數(shù)據(jù)結構等加密技術，可使區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)具有極高的安全性和不可篡改性，減少單點故障和數(shù)據(jù)篡改風險，有效地解決圖書館信息存儲的穩(wěn)定性和安全性問題。

1.2"提升信息傳播的分享效率

傳統(tǒng)圖書館與用戶間的信息傳播依靠“點對點”的方式完成，服務效率、信息傳播分享效率低下[3]。區(qū)塊鏈技術的分布式特點使網(wǎng)絡上的每個節(jié)點都可以作為信息傳播的節(jié)點，從而顯著提升信息傳播效率。同時，區(qū)塊鏈中的信息傳遞速度由信息自身的價值和客戶需求量決定，可極大地提升價值信息的利用率和傳播效率，有力推進圖書館智慧化服務建設。

1.3"推動圖書館從信息傳播者向組織管理者轉變

現(xiàn)代信息社會的發(fā)展使圖書館的信息來源和信息數(shù)量急劇增長，傳統(tǒng)圖書館的組織管理和知識分享模式越來越難以滿足信息化社會背景下用戶對信息多樣化和個性化的共享及原創(chuàng)作者對版權保護的需求。智慧圖書館旨在為原創(chuàng)作者和用戶建立全方位和一體化的服務平臺，這就要求圖書館從傳統(tǒng)的信息傳播者向組織管理者轉變[4]。而區(qū)塊鏈技術為圖書館服務和管理職能轉變提供了新的可能性。在進行版權及數(shù)字資產(chǎn)管理時，利用區(qū)塊鏈技術的不可篡改的特性和智能合約，可建立不可篡改的版權保護和資源管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對版權、使用權和分發(fā)權的有效管理?；趨^(qū)塊鏈技術的去中心化的特點，不同圖書館之間可建立一個去中心化分享平臺，使不同圖書館間的資源共享更加高效和便捷，打破圖書館資源“孤島”問題。利用區(qū)塊鏈的非對稱加密的特點和智能合約，可在保證信息高效分享的同時，為用戶數(shù)據(jù)和個人信息提供有效保護。同時，用戶也可以通過節(jié)點方便地獲取有價值的信息，減輕對圖書館的依賴。這一信息管理模式的轉變使圖書館客觀上成為了信息傳播網(wǎng)絡的組織管理者。

2"區(qū)塊鏈技術在智慧圖書館構建中的應用

基于上述分析可知，區(qū)塊鏈技術的去中心化、不可篡改和非對稱加密的特性可顯著增強圖書館信息存儲的安全性，提升信息傳播的分享效率，推動圖書館從信息傳播者向信息組織管理者的身份轉變。

2.1"基于區(qū)塊鏈技術的分布式館藏資源存儲系統(tǒng)

分布式館藏資源存儲系統(tǒng)是智慧圖書館建設的重要內(nèi)容。自2005年國家數(shù)字圖書館工程以來，歷經(jīng)近20年的高速發(fā)展，我國多數(shù)圖書館已建立了較為完善的分布式館藏資源存儲系統(tǒng)[5]。但是，現(xiàn)有系統(tǒng)存在諸多不足。雖然館藏資源已實現(xiàn)分布式存儲，但資源管理仍然依靠一個中心節(jié)點或少數(shù)節(jié)點，一旦中心節(jié)點或管理節(jié)點發(fā)生故障，將會對數(shù)據(jù)安全和系統(tǒng)穩(wěn)定造成影響，同時，在數(shù)據(jù)一致性、訪問控制、權限管理、更新拓展等方面也存在一定的不足。

區(qū)塊鏈技術可提供一個去中心化的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡，網(wǎng)絡上各區(qū)塊節(jié)點平等，且每個區(qū)塊都包含完整的區(qū)塊鏈副本，使區(qū)塊鏈上的網(wǎng)絡存儲、驗證、更新和傳輸?shù)炔僮鞑辉僖蕾囉趩我坏闹醒霗C構或服務器。同時，網(wǎng)絡中各區(qū)塊通過哈希指針相連，可幾乎杜絕數(shù)據(jù)被非法篡改的可能性，保證所有系統(tǒng)交易和操作的可追溯性。因此，基于區(qū)塊鏈技術，對現(xiàn)有分布式館藏存儲系統(tǒng)進行升級管理，可有效保證智慧化圖書館的信息存儲安全，實現(xiàn)對圖書館各類館藏資源的分布式存儲管理。

該系統(tǒng)主要由存儲層、驗證層和區(qū)塊鏈層構成。其中，存儲層是分布式館藏資源存儲系統(tǒng)的核心，主要由現(xiàn)有圖書館存儲系統(tǒng)構成，其主要負責根據(jù)圖書館現(xiàn)有館藏信息生產(chǎn)可供區(qū)塊鏈網(wǎng)絡節(jié)點上信息傳播的元數(shù)據(jù)；驗證層由若干個驗證節(jié)點組成，主要用于元數(shù)據(jù)收集、存儲、元數(shù)據(jù)區(qū)塊構造和用戶簽名信息驗證；區(qū)塊鏈層具有查詢反饋、數(shù)據(jù)恢復等功能，可接收并處理來自驗證層的查詢請求，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐该餍院涂勺匪菪浴Ｔ诘讓訑?shù)據(jù)發(fā)生改變時，系統(tǒng)不會對既有區(qū)塊的數(shù)據(jù)進行更改，而是在既有區(qū)塊后面形成新的區(qū)塊，從而有效保證整個系統(tǒng)的信息安全[6]。在系統(tǒng)運作機制中，元數(shù)據(jù)的存儲與驗證是保證數(shù)據(jù)安全的兩個核心環(huán)節(jié)，具體如下。

（1）元數(shù)據(jù)存儲。①用戶對數(shù)據(jù)進行數(shù)字簽名，保證數(shù)據(jù)的完整性和數(shù)據(jù)來源的可追溯性；②將已簽名數(shù)據(jù)上傳至存儲節(jié)點，由存儲節(jié)點生成數(shù)據(jù)副本的位置信息；③驗證節(jié)點對數(shù)字簽名和數(shù)據(jù)副本信息進行驗證；④驗證通過后，由驗證模塊根據(jù)已驗證信息生成包含數(shù)據(jù)哈希值、時間戳和簽名信息的元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)區(qū)塊，并將其更新在區(qū)塊鏈中。

（2）元數(shù)據(jù)驗證。①用戶向驗證節(jié)點發(fā)送數(shù)字簽名信息，由驗證節(jié)點對其中包含的用戶身份和數(shù)據(jù)內(nèi)容等驗證信息進行驗證；②驗證節(jié)點對本地元數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈狀態(tài)進行驗證，確保其數(shù)據(jù)狀態(tài)與區(qū)塊鏈層數(shù)據(jù)狀態(tài)的一致性；③若兩者的數(shù)據(jù)狀態(tài)不一致，則驗證節(jié)點從區(qū)塊鏈層讀取數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)同步至驗證節(jié)點，確保驗證節(jié)點上數(shù)據(jù)的準確性；④數(shù)據(jù)同步完畢后，由系統(tǒng)檢索用戶數(shù)字簽名信息，幫助用戶確認其數(shù)據(jù)在區(qū)塊鏈中的存儲位置，從而檢驗驗證數(shù)據(jù)的真實性和完整性。

2.2"區(qū)塊鏈技術在版權保護中的應用

在進行知識分享的同時，智慧化圖書館對原創(chuàng)作者的知識產(chǎn)權保護也是智慧化圖書館建設的重要內(nèi)容。運用區(qū)塊鏈技術的去中心化特性、透明性和不可篡改性，一方面用戶可以根據(jù)自身需求建立和管理自己的圖書館節(jié)點，利用這些圖書館節(jié)點分享和存儲特定的館藏資源，增加系統(tǒng)中圖書館種類的多樣性和內(nèi)容的豐富性，同時，同一系統(tǒng)中的不同圖書館節(jié)點之間實現(xiàn)各種不同數(shù)據(jù)格式和資源類型的館藏資源的無縫連接和資源共享，提升智慧圖書館系統(tǒng)的兼容性和開放度；另一方面，系統(tǒng)可通過區(qū)塊鏈技術的不可篡改特性和智能合約技術建立完善的版權管理系統(tǒng)，使用戶只有得到原創(chuàng)作者的密鑰許可解密后才能打開作品文件；在保證圖書館的公益性的同時，有效滿足了用戶的多元化閱讀需求和原創(chuàng)作者的知識產(chǎn)權保護。

圖書館作為一種重要的城市公共基礎設施，智慧圖書館建設必須充分體現(xiàn)其公益性。在智慧閱讀系統(tǒng)開發(fā)階段，智慧圖書館可通過設置用戶閱讀積分，在提升其公益性的同時，增強用戶的參與感和歸屬感。用戶可以通過閱讀時長、發(fā)布原創(chuàng)作品、參與圖書館活動等方式獲取閱讀積分，這些積分可以兌換電子書、期刊文章等數(shù)字資源的閱讀權限，提升圖書館的公益性，也可在兌換圖書館紀念品、文創(chuàng)作品等場景中使用，提升用戶的參與度和忠誠度。

2.3"區(qū)塊鏈技術在用戶信用管理中的應用

用戶信用管理是區(qū)塊鏈技術的重要應用方向。利用區(qū)塊鏈的全民記賬技術，建立基于區(qū)塊鏈技術的用戶信用管理系統(tǒng)，可有效地保證用戶信用記錄的真實性、完整性和可靠性，督促用戶按時歸還圖書。圖書館管理者可根據(jù)用戶信用積分情況賦予用戶不同的權益，加強對圖書館用戶和圖書館館藏資源的精細化管理。

用戶信用管理系統(tǒng)由存儲層、驗證層、記錄層和平臺層構成，具體如下。

（1）存儲層：該層由圖書館、用戶管理和信用管理存儲節(jié)點數(shù)據(jù)庫構成，主要用于存儲用戶的基本信息及借閱、履約和信用信息。

（2）驗證層：該層用于驗證用戶的身份和信用信息，并能夠根據(jù)用戶的借閱和履約情況對用戶信用進行打分和信用分更新，并對已驗證的數(shù)據(jù)進行簽名，在信用鏈中生成新的信用區(qū)塊。

（3）記錄層：該層用于記住用戶身份、信用、借閱記錄等信息。

（4）平臺層：該層為圖書館管理人員和用戶提供管理平臺，管理人員和用戶可登錄平臺查詢自己的身份、借閱記錄、信用積分等信息，管理人員可通過用戶管理平臺對用戶進行管理。

2.4"區(qū)塊鏈技術在圖書館社會化教育中的應用

圖書館作為重要的社會性公眾基礎設施，社會教育職能是圖書館公益性的重要體現(xiàn)之一。在當前信息化高速發(fā)展的社會背景下，積極拓展多種形式的網(wǎng)絡教育不僅有助于擴大圖書館的社會影響力，還能夠適應新時代用戶的學習習慣和學習需求，增強圖書館的公益性和服務質(zhì)量，為社會化的知識傳播和文化傳承貢獻力量。但是，當前圖書館網(wǎng)絡教育模式仍有許多不足，在網(wǎng)絡教育實施開展階段，仍然高度依賴圖書館自身的服務器和信息技術能力，既無法滿足圖書館智慧化發(fā)展背景下的網(wǎng)絡教育需求，也限制了網(wǎng)絡教育服務的可拓展性和靈活性。利用區(qū)塊鏈技術的去中心化的特性，圖書館可建立跨地域的在線學習平臺，為網(wǎng)絡化遠程教育提供支持，實現(xiàn)教育資源在全國范圍內(nèi)的分布式存儲和共享，降低網(wǎng)絡教育對圖書館單一服務器的依賴。

同時，構建基于區(qū)塊鏈的教育資源共享平臺，有助于打破優(yōu)質(zhì)教育資源的空間地理限制，將高質(zhì)量的教育資源以更低的成本和更高的效率傳播于更廣泛的用戶群體中，使偏遠地區(qū)或經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)的用戶也能夠享受優(yōu)質(zhì)的教育資源，破解圖書資源“孤島”和資源依賴問題。

3"結語

綜上所述，在數(shù)字中國、智慧城市發(fā)展的大背景下，智慧圖書館是未來圖書館發(fā)展的必然趨勢。在智慧圖書館建設階段，充分利用區(qū)塊鏈技術的去中心化、不可篡改和非對稱加密的特性，可顯著增強圖書館信息存儲的安全性，提升信息分享效率，推動圖書館由信息傳播者向組織管理者的身份轉變。在智慧化圖書館管理系統(tǒng)設計開發(fā)階段，將區(qū)塊鏈技術充分融入圖書館館藏資源管理、用戶管理、版權管理等系統(tǒng)中，可有效保證圖書館館藏的安全性，在滿足用戶多樣化學習需求的同時，充分保護創(chuàng)作者的版權權益。未來，隨著區(qū)塊鏈技術、人工智能技術、云技術與智慧圖書館的進一步融合發(fā)展，圖書館將發(fā)展成為集知識傳播、學習交流、創(chuàng)新孵化于一體的綜合性服務平臺，為人類社會的進步和發(fā)展貢獻力量。

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