基于區(qū)塊鏈技術(shù)的高職院校圖書館信息化應用研究

宋揚 李東

摘 要：區(qū)塊鏈技術(shù)是一門由多學科、多領(lǐng)域綜合的前沿信息技術(shù)，具有去中心化、去信任、不可篡改和可追溯以及匿名性與安全可靠等特征，同時擁有公開加密算法、分布式區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)、技術(shù)共識機制、智能合約等四項核心技術(shù)。為實現(xiàn)區(qū)塊鏈技術(shù)與高職院校圖書館信息化建設(shè)的對接，要構(gòu)建去中心化點對點的思維方式、分布式區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)和分布式存儲安全保障系統(tǒng)。區(qū)塊鏈技術(shù)應用背景下圖書館信息化的建設(shè)可在圖書館館藏資源存儲安全系統(tǒng)構(gòu)建、圖書館管理服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)、圖書館資源共享系統(tǒng)構(gòu)建等方面進行探索應用。

關(guān)鍵詞：高職院校圖書館;信息化建設(shè);區(qū)塊鏈技術(shù);應用與研究

基金項目：2019年江蘇高校哲學社會科學研究基金項目“大數(shù)據(jù)時代高職院校智慧圖書館建設(shè)研究”（項目編號：2019SJA1150）

作者簡介：宋揚，女，常州信息職業(yè)技術(shù)學院圖書館館員，碩士，主要研究方向為文獻資源建設(shè)、咨詢服務(wù); 李東，男，哈爾濱師范大學展覽中心研究館員，主要研究方向為數(shù)字智能化圖書館。

中圖分類號：G710? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-7747（2020）09-0063-05

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的快速發(fā)展和區(qū)塊鏈技術(shù)的推廣應用，高職院校圖書館信息化建設(shè)進入了一個新的階段，并成為衡量高職院校教育現(xiàn)代化發(fā)展的重要標志。2016年10月，我國工信部發(fā)布了有關(guān)區(qū)塊鏈的第一個指導文件《中國區(qū)塊鏈技術(shù)和應用發(fā)展白皮書》。2016年12月，國務(wù)院下發(fā)《十三五國家信息化規(guī)范的通知》，明確指出要“強化戰(zhàn)略性前沿技術(shù)超前布局”[1]，其中包括“人工智能”“大數(shù)據(jù)認知分析”“區(qū)塊鏈”等。2017年7月，國務(wù)院《關(guān)于印發(fā)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知》提出，“促進區(qū)塊鏈技術(shù)與人工智能的融合，建立新型社會信用體系”[2]。2017年8月，國務(wù)院關(guān)于《進一步擴大和升級信息消費持續(xù)釋放內(nèi)需潛力的指導意見》提出，“開展基于區(qū)塊鏈、人工智能等新技術(shù)的試點應用”[3]。這些文件說明了國家層面對區(qū)塊鏈技術(shù)應用和發(fā)展的重視程度，肯定了區(qū)塊鏈與大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興產(chǎn)業(yè)和前沿技術(shù)的地位[4]。區(qū)塊鏈技術(shù)的普及應用將進一步推動高職院校的信息化建設(shè)。信息化建設(shè)是學校實現(xiàn)教育教學現(xiàn)代化的重要途徑，引領(lǐng)和支撐學校教育現(xiàn)代化的發(fā)展。

一、區(qū)塊鏈技術(shù)的涵義

2009年，比特幣以虛擬數(shù)字貨幣的形象進入人們的視野，區(qū)塊鏈還沒有誕生。但隨著比特幣的火熱，人們開始挖掘比特幣系統(tǒng)背后的技術(shù)——區(qū)塊鏈技術(shù)。近兩年，人們普遍認識到其價值所在。隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的普及，世界發(fā)達國家的政府、研究機構(gòu)、企事業(yè)單位和高職院校都十分重視區(qū)塊鏈技術(shù)的應用和發(fā)展。

（一）區(qū)塊鏈特性

區(qū)塊鏈具有四個特性。一是區(qū)塊鏈去中心化特征。作為一個記賬系統(tǒng)，區(qū)塊鏈在整個網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點權(quán)限對等，節(jié)點之間權(quán)利和義務(wù)是均等的，數(shù)據(jù)分布式存儲，每個節(jié)點都可以參與數(shù)據(jù)區(qū)塊的驗證過程，以密碼學原理為共識算法進行交易，無需第三方，任何交易都可以直接進行支付交易，在整個網(wǎng)絡(luò)中無中心化的硬件或機構(gòu)存在。二是區(qū)塊鏈去信任特征。區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的信任不是由第三方確定監(jiān)督制約完成的，所有節(jié)點通過算法進行自我約束，因為每個參與者對共識機制持認同態(tài)度。任何節(jié)點都會排斥和抑制惡意欺騙系統(tǒng)的行為，系統(tǒng)內(nèi)的運行規(guī)則和數(shù)據(jù)內(nèi)容公開透明，節(jié)點之間的數(shù)據(jù)交換不需要相互信任。三是區(qū)塊鏈不可篡改和可以追溯。這是由系統(tǒng)機制自身所決定的。在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，記錄交易的信息和數(shù)據(jù)進入系統(tǒng)內(nèi)之后，任何人員無法修改，包括內(nèi)部工作人員。記錄交易的信息通過驗證添加到區(qū)塊鏈系統(tǒng)中被永久存儲。因此，區(qū)塊鏈系統(tǒng)的數(shù)據(jù)具有穩(wěn)定性、可靠性和安全性。四是區(qū)塊鏈匿名性與安全可靠特性。區(qū)塊鏈采用非對稱密碼算法和工作量證明算法，保護了節(jié)點的隱私和匿名性，在分布式記賬形式下所有參與的節(jié)點都有一份完整的數(shù)據(jù)拷貝。系統(tǒng)內(nèi)參與的節(jié)點越多，計算能力越強，安全性越高。

（二）區(qū)塊鏈的核心技術(shù)

區(qū)塊鏈的核心技術(shù)由四個方面組成。一是區(qū)塊鏈核心技術(shù)公開加密算法。在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，根據(jù)密碼學原理加密算法公開運用的有橢圓形曲線算法、SHA-256哈希算法、對稱加密算法、默克爾樹算法以及一些編碼算法，編碼算法有Base58編碼、Varint編碼、DER編碼[5]。二是區(qū)塊鏈核心技術(shù)分布式區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)。區(qū)塊鏈是以區(qū)塊為單位的鏈狀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，把數(shù)據(jù)分成不同區(qū)塊，區(qū)塊按時間順序先后生成記錄了被創(chuàng)建期間發(fā)生的所有價值活動。所有區(qū)塊都記錄著時間和日期，并與前面的區(qū)塊銜接呈現(xiàn)前后順連的完整數(shù)據(jù)。區(qū)塊鏈采用分布式記賬系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)的運行過程以去中心化的方式進行數(shù)據(jù)存儲、交易驗證、信息傳輸?shù)龋ㄟ^分布式進賬、分布式存儲和分布式傳播實現(xiàn)。三是區(qū)塊鏈核心技術(shù)共識機制。共識機制是區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的關(guān)鍵之一，解決了分布式記賬、存儲、傳播場景下達成一致的問題。通過篩選賬本，將其固定下來，形成不可更改的機制。而工作量證明、權(quán)益證明和股份授權(quán)證明是區(qū)塊鏈共識機制中主要的三個內(nèi)容。四是區(qū)塊鏈核心技術(shù)的智能合約。智能合約是在區(qū)域鏈之前出現(xiàn)的是計算機交易協(xié)議，無需中介，自我驗證、自動執(zhí)行合約條款。隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的應用和普及，區(qū)塊鏈上的智能合約具有去中心化、去信任、可編程和不可篡改等特性，可以靈活嵌入各種數(shù)據(jù)和資產(chǎn)，幫助實現(xiàn)安全高效的信息交換、價值轉(zhuǎn)移和資產(chǎn)管理等。在分布式系統(tǒng)中，每個節(jié)點在智能合約下自助協(xié)作運行，具備較高的靈活性。

二、區(qū)塊鏈技術(shù)與高職院校圖書館信息化建設(shè)的對接

區(qū)塊鏈技術(shù)是一門由多學科、多領(lǐng)域綜合的前沿信息技術(shù)，具有高效、低成本、安全性能可靠等優(yōu)勢。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展和信息化建設(shè)不斷深入，高職院校圖書館取得了一定的成績，在辦公、管理、服務(wù)等方面基本實現(xiàn)了信息化，這使高職院校圖書館的現(xiàn)代管理和服務(wù)工作有了質(zhì)的變化，圖書借閱管理、館藏資料整理等方面基本實現(xiàn)了數(shù)字化。但是，隨著時代的變化和高職院校發(fā)展的需要，師生學習、工作的需求不斷增加，這對圖書館的發(fā)展提出了新的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)代高職院校圖書館應該是學校學科專業(yè)建設(shè)、科學研究、信息收集交流處理中心，應該向服務(wù)于學校的教學、科研、學術(shù)交流和育人等綜合體方向發(fā)展。區(qū)塊鏈作為信息技術(shù)領(lǐng)域里的前沿技術(shù)，將推動智慧型圖書館建設(shè)的轉(zhuǎn)型升級。高職院校圖書館應積極承擔起應用者的重任，重視區(qū)塊鏈技術(shù)在圖書館領(lǐng)域里全方位的應用，加強研究力量的配置，組織骨干隊伍進行研究，充分發(fā)揮區(qū)塊鏈技術(shù)的優(yōu)勢和特點，推動圖書館信息化建設(shè)的深入發(fā)展，使圖書館的管理和服務(wù)有質(zhì)的飛躍。

（一）構(gòu)建去中心化點對點的思維方式

區(qū)塊鏈技術(shù)采用分布式記賬體系，通過分布式記賬、存儲和傳播實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)存儲、交易驗證、信息傳輸過程的去中心化。圖書館在去中心化過程中要減少中間節(jié)點的工作。因此，運用區(qū)塊鏈技術(shù)去中心化既是技術(shù)方面的事情，又是一種新的管理理念的嘗試。構(gòu)建這種區(qū)塊鏈技術(shù)的思維方式是圖書館信息化建設(shè)的前提。

（二）構(gòu)建分布式區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)

區(qū)塊鏈技術(shù)在高職院校圖書館的信息化建設(shè)中有著不可替代的應用優(yōu)勢。在館藏資源數(shù)字化建設(shè)中，可以分布式處理數(shù)據(jù)資源，可以直接傳輸，也可以以開放的方式獲取數(shù)據(jù)節(jié)點上的資源數(shù)據(jù)。區(qū)塊鏈技術(shù)是以區(qū)塊為單位的鏈狀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，按照時間先后順序生成，每一個區(qū)塊蓋上時間戳，并和上一個區(qū)塊鏈接在一起，以先后順序形成一套完整的數(shù)據(jù)。“區(qū)塊+鏈”的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，可以對每一筆數(shù)據(jù)進行追本溯源，并驗證其準確性。高職院校圖書館可以用密碼學的加密方法，對圖書館數(shù)據(jù)資源進行存儲和更新，并用邏輯順序組合的方式，按照時間順序，在對數(shù)字資源進行區(qū)塊的基礎(chǔ)上，組合成鏈式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通過區(qū)塊鏈把圖書館數(shù)據(jù)資源轉(zhuǎn)變成不可更改的數(shù)據(jù)形式。

（三）構(gòu)建分布式存儲安全保障系統(tǒng)

為了滿足用戶對館藏資源獲取的需要，圖書館通常把資源數(shù)據(jù)與互聯(lián)網(wǎng)銜接，這導致資源數(shù)據(jù)庫不安全因素增加，館藏資源不能得到有效的安全保障。區(qū)塊鏈技術(shù)的應用主要是以信息加密安全認證為主，通過利用加密數(shù)據(jù)庫單項封閉的特性，可以對數(shù)據(jù)資源提供安全保障，防止直接盜取，這不僅提高數(shù)據(jù)庫的安全性，而且對主體進行了強化安全認證，同時滿足了用戶高效率的數(shù)據(jù)交互需求。因此，信息資源的安全認證，與分布式存儲、信息安全加密、管理主體多元參與等方式的運用有密切聯(lián)系。

三、區(qū)塊鏈技術(shù)背景下圖書館信息化建設(shè)的應用探索

高職院校圖書館要適應學?，F(xiàn)代化發(fā)展和現(xiàn)代化管理的需要，滿足廣大師生對教學、科研學習等方面的服務(wù)需要，這離不開現(xiàn)代科學技術(shù)的支持，尤其是信息技術(shù)的保障。圖書館的信息化建設(shè)中要加強新技術(shù)的應用和開發(fā)，這不僅是圖書館當前工作的重要任務(wù)，更是研究的重點。目前，區(qū)塊鏈技術(shù)的普及應用發(fā)展，不僅為智慧型圖書館建設(shè)提供了新的技術(shù)支撐，而且為提高圖書館的管理水平提供了技術(shù)保障，同時為圖書館服務(wù)質(zhì)量的提升注入了新的動力和活力。在信息化建設(shè)中，圖書館應建立有效的組織機構(gòu)和保障機制，開展針對區(qū)塊鏈技術(shù)應用研究的實踐探索。

（一）圖書館館藏資源存儲安全系統(tǒng)構(gòu)建的應用

館藏資源是圖書館資源中的重要組成部分。構(gòu)建館藏資源存儲安全系統(tǒng)，既是圖書館信息化建設(shè)和發(fā)展的需要，又是提高內(nèi)部管理水平、提升服務(wù)質(zhì)量的內(nèi)在要求?；趨^(qū)塊鏈技術(shù)在圖書館信息化建設(shè)中有著廣闊的應用空間和理論基礎(chǔ)，圖書館可結(jié)合自身管理、服務(wù)和發(fā)展的需要，利用區(qū)塊鏈的開源特性和數(shù)據(jù)挖掘機制、加密性的技術(shù)，構(gòu)建滿足于客戶服務(wù)需要的具有開源性、加密性的資源存儲安全系統(tǒng)，提高圖書館信息資源安全存儲的安全水平和防御能力。同時，圖書館可根據(jù)用戶的需要，對身份、職業(yè)、年齡、性別等信息進行加密認證，通過區(qū)塊鏈把館藏資源數(shù)據(jù)庫進行安全加密，在上下游終端進行聯(lián)系和系統(tǒng)管理認證，實現(xiàn)雙重認證和雙重加密，雙向認證的互相暢通保障數(shù)據(jù)傳輸渠道暢通的同時，提高館藏資源的安全性。

（二）圖書館管理服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)的應用

現(xiàn)代信息技術(shù)的快速發(fā)展推動著高職院校圖書館服務(wù)和管理方式的深刻變革。區(qū)塊鏈技術(shù)的應用和發(fā)展為智慧型圖書館建設(shè)帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)。管理和服務(wù)是對圖書館進行考核評價重要指標，也是反映圖書館整體發(fā)展水平的重要內(nèi)容。不同時代有著不同的標準和要求。公元前6世紀，雅典的哈德良圖書館規(guī)定不得將圖書攜帶出館，對圖書館進行封閉式管理;17世紀，德國的馬薩林圖書館開始每周為普通人提供開放日服務(wù);現(xiàn)代社會，圖書館能為讀者每周提供二到三次的文獻服務(wù)。圖書館的管理和服務(wù)由封閉式到開放式，是人類社會進步的結(jié)果，也是圖書館與時俱進、時代變遷的要求。隨著信息技術(shù)的廣泛應用，人們的思想觀念得到巨大改變，高職院校圖書館利用新技術(shù)、新設(shè)備，使管理和服務(wù)工作提質(zhì)增效，適應了教職員工和學生學習、工作的需要。區(qū)塊鏈技術(shù)的應用將進一步推動智慧型圖書館建設(shè)，實現(xiàn)圖書館資源使用過程全流程記錄，降低圖書館操作系統(tǒng)的違規(guī)操作次數(shù)，保護用戶隱私。

（三）圖書館資源共享系統(tǒng)構(gòu)建的應用

隨著大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的廣泛應用，圖書館信息化建設(shè)不斷深入，智慧型圖書館建設(shè)已成為高職院校圖書館建設(shè)發(fā)展的新趨勢，成為高職院校智慧校園建設(shè)的重要組成部分。區(qū)塊鏈技術(shù)的普及和應用為智慧型圖書館建設(shè)提供了有利的技術(shù)保障和支持，改善了圖書館管理和服務(wù)的環(huán)境，拓展了空間，提高了資源利用效率。這既是圖書館提升服務(wù)能力的有效途徑，也是智慧型圖書館建設(shè)的重要內(nèi)容。智慧型圖書館建設(shè)離不開資源共建共享系統(tǒng)的構(gòu)建，應用區(qū)塊鏈的分布式賬本技術(shù)可以將不同的信息資源存放在不同的區(qū)塊中，構(gòu)成單一的圖書館區(qū)塊。以常州科教城為例，五所高職院校在同一園區(qū)辦學，門對門只隔一條馬路，戶連戶只隔一道圍墻，這有利于圖書館資源共享系統(tǒng)的構(gòu)建。各學校圖書館都是一個節(jié)點，在充分發(fā)揮各學校圖書館特色優(yōu)勢的同時，五所學校通過智能合約達成共識，以協(xié)議的方式共享五個學校圖書館信息資源，進一步提升各學校的知識服務(wù)質(zhì)量，降低辦學成本，提高資源共享率。

高職院校圖書館以提升管理水平、提高服務(wù)質(zhì)量、適應現(xiàn)代高職院校發(fā)展需要為目的。區(qū)塊鏈技術(shù)是繼大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等的新一代信息技術(shù)，與高職院校智慧型圖書館的建設(shè)相契合，將對圖書館的服務(wù)模式、管理方式以及形態(tài)變化產(chǎn)生深遠影響。高職院校圖書館應該積極應對，組織相關(guān)人員對區(qū)塊鏈技術(shù)應用進行學習和研究，在已有信息化建設(shè)的基礎(chǔ)上進行深度融合，構(gòu)建區(qū)塊鏈技術(shù)圖書館應用系統(tǒng)，進一步推動圖書館智慧化建設(shè)。但是，高職院校圖書館在區(qū)塊鏈技術(shù)的應用與研究方面尚處在起步階段，還存在著一些問題，例如，由于信息技術(shù)更新快，圖書館利用大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)進行應用實踐的同時，要進行區(qū)塊鏈技術(shù)的學習與應用，這使得圖書館存在精力和資金等方面投入不足、技術(shù)隊伍素質(zhì)不高、人員數(shù)量不足等問題。因此，圖書館在區(qū)塊鏈技術(shù)應用學習研究過程中應建立相關(guān)的配套組織機構(gòu)，有計劃地開展工作。

參考文獻：

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[2]國務(wù)院.國務(wù)院關(guān)于印發(fā)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知[Z].國發(fā)〔2017〕35號，2017-07-08.

[3]國務(wù)院.國務(wù)院關(guān)于進一步擴大和升級信息消費持續(xù)釋放內(nèi)需潛力的指導意見[Z]. 國發(fā)〔2017〕40號，2017-08-13.

[4]中國區(qū)塊鏈技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇.2016年中國區(qū)塊鏈技術(shù)與應用發(fā)展白皮書[EB/OL].[2020-08-15].http：//www.199it.com/archives/526865.html.

[5]袁勇，王飛躍.區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J].自動化學報，2016，42（4）：481-494.

[責任編輯? ? 劉素萍]

Research on the Application of Information Construction of Higher Vocational College Library based on Blockchain Technology

SONG Yang， LI Dong

Abstract： Blockchain technology is a multi-disciplinary and comprehensive cutting-edge information technology. It has the characteristics of decentralization， de trust， unforgeability and traceability， anonymity， security and reliability. At the same time， it has four core technologies， including public encryption algorithm， distributed block chain structure， technical consensus mechanism and smart contract. In order to realize the connection between blockchain technology and the informatization construction of higher vocational college library， it is necessary to build a decentralized point-to-point thinking mode， a distributed block chain structure data system and a distributed storage security system. Under the background of blockchain technology， library information construction can be explored and applied in the construction of library collection resources storage security system， library management service system， library resource sharing system， etc.

Key words： higher vocational college library; information construction; blockchain technology; application and research