區(qū)塊鏈技術(shù)下智慧圖書館信息化建設(shè)發(fā)展研究

肖楚喬

（湖南財(cái)經(jīng)工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 湖南 衡陽 421001）

0 引言

信息化建設(shè)是各類圖書館當(dāng)前關(guān)注的重點(diǎn)話題，需要提高信息化服務(wù)水平，控制信息化管理難度，以便為社會(huì)公眾提供高質(zhì)量的圖書資源。區(qū)塊鏈技術(shù)是推動(dòng)信息技術(shù)發(fā)展的重要工具，可以將區(qū)塊鏈技術(shù)融入圖書館的信息化建設(shè)當(dāng)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(duì)此展開深入研究。

1 區(qū)塊鏈基礎(chǔ)概念與特征

1.1 區(qū)塊鏈基礎(chǔ)概念

2008年，Dorian S.Nakamoto在www.metzdowd.com上發(fā)布名為《Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System》的文章，目的是宣傳區(qū)塊鏈技術(shù)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(shí)現(xiàn)比特幣算法，由此衍生出區(qū)塊鏈這種基于信息技術(shù)的概念。區(qū)塊鏈本質(zhì)是去中心化的數(shù)據(jù)庫，通過密碼學(xué)技術(shù)將大量數(shù)據(jù)塊聯(lián)系在一起，結(jié)合數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸?shù)确椒ǎ瑢⒛硞€(gè)時(shí)間內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)交易信息分布于所有數(shù)據(jù)塊中，以此達(dá)到驗(yàn)證交易信息的真?zhèn)涡?，并生成下一個(gè)數(shù)據(jù)塊，通過相同方式與已經(jīng)形成的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行有效聯(lián)系[1]。

1.2 區(qū)塊鏈特征

區(qū)塊鏈技術(shù)存在以下幾種特征：第一、分布式共識(shí)機(jī)制。如果不同的分布節(jié)點(diǎn)選擇相同的共識(shí)算法，在面對(duì)同一個(gè)建模對(duì)象時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相同結(jié)果，在此過程中，也可以驗(yàn)證其他分布節(jié)點(diǎn)的算法使用類型。這種共識(shí)機(jī)制可以確保分布節(jié)點(diǎn)擁有的分布式賬本具有良好的規(guī)范性，可以執(zhí)行一致性的操作標(biāo)準(zhǔn)。區(qū)塊鏈的分布式共識(shí)機(jī)制，可以確保信息內(nèi)容以規(guī)范方式記錄、存儲(chǔ)于區(qū)塊鏈中，通過公開記錄方式，確保數(shù)據(jù)的不可追溯修改；第二、去中心化的分布式計(jì)算。區(qū)塊鏈?zhǔn)且苑植际竭M(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算，舍棄傳統(tǒng)計(jì)算模式中的強(qiáng)中心角色。網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)是以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式完成通信任務(wù)，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，通過軟件協(xié)議連接各個(gè)節(jié)點(diǎn)，各個(gè)區(qū)塊鏈無中間機(jī)構(gòu)、不受個(gè)體控制，有效提升節(jié)點(diǎn)之間的溝通效率；第三、防篡改。區(qū)塊鏈技術(shù)使用Merkle authentication tree+區(qū)塊Hash pointer的方式，記錄數(shù)據(jù)變化信息。在區(qū)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(gè)節(jié)點(diǎn)失效，用戶也可以借助其他節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行信息的存儲(chǔ)與訪問，保障數(shù)據(jù)的安全性。

2 區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于智慧圖書館信息化建設(shè)的意義

2.1 提升資源共享效率

區(qū)塊鏈技術(shù)擁有去中心化特性，以不設(shè)置中心管理的方式，執(zhí)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)分布式模式，建設(shè)擁有開放式賬簿的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，用戶可以根據(jù)自己的使用需求，自行應(yīng)用智慧圖書館的不同功能。區(qū)塊鏈技術(shù)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(tái)，可以讓圖書館擁有的各類數(shù)據(jù)資源實(shí)現(xiàn)分布式處理與開放式獲取，以不同節(jié)點(diǎn)完成數(shù)據(jù)資源的直接傳播，削弱圖書館在數(shù)據(jù)資源傳播過程中的功能，圖書館從原本的信息傳播者轉(zhuǎn)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(jìn)而滿足不同用戶的資源使用需求[2]。

2.2 提高數(shù)據(jù)資源安全性

作為圖書館服務(wù)的基礎(chǔ)內(nèi)容，數(shù)據(jù)資源安全性對(duì)于智慧圖書館未來發(fā)展、用戶個(gè)人隱私安全均有較大影響。圖書館是面向社會(huì)公眾的信息服務(wù)機(jī)構(gòu)，存儲(chǔ)大量高價(jià)值的數(shù)據(jù)資源。如果數(shù)據(jù)資源被不法分子篡改，會(huì)對(duì)圖書館的資源使用計(jì)劃造成嚴(yán)重影響。區(qū)塊鏈?zhǔn)怯纱罅挎準(zhǔn)叫^(qū)塊構(gòu)成，各個(gè)區(qū)塊與專屬的Hash table對(duì)應(yīng)，數(shù)據(jù)資源的各種操作，例如傳輸、訪問等，都是通過區(qū)塊順序時(shí)間戳，運(yùn)行區(qū)塊鏈規(guī)定的加密技術(shù)，確保數(shù)據(jù)操作的安全性[3]。而且，區(qū)塊鏈技術(shù)的隱私保護(hù)功能也可以有效保護(hù)用戶的操作信息，從根本上解決數(shù)據(jù)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(shè)計(jì)數(shù)據(jù)資源存儲(chǔ)機(jī)制過程中，將記賬加密算法作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，配合其他加密機(jī)制，升級(jí)數(shù)據(jù)資源的存儲(chǔ)功能，以分布式完成數(shù)據(jù)資源的保存，提升圖書館數(shù)據(jù)資源的安全性。

3 區(qū)塊鏈技術(shù)在智慧圖書館信息化建設(shè)中的具體應(yīng)用

我國信息化技術(shù)正處于快速發(fā)展的重要時(shí)期，智慧圖書館需要面對(duì)多種應(yīng)用需求，例如館藏資源的數(shù)字化檢索、圖書館與讀者的即時(shí)互動(dòng)等。合理使用區(qū)塊鏈技術(shù)，可以為讀者提供精準(zhǔn)服務(wù)，從而滿足讀者的閱讀需求。本人參考大量相關(guān)文獻(xiàn)，認(rèn)為想要在智慧圖書館信息化建設(shè)過程中，充分發(fā)揮區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，就需要從流通模式、平臺(tái)服務(wù)、數(shù)據(jù)安全、利用效率、版權(quán)管理、流通模式等方面進(jìn)行研究。

3.1 對(duì)智慧圖書館的流通模式進(jìn)行創(chuàng)新優(yōu)化

以往的圖書館借閱模式嚴(yán)重依賴圖書館的借還系統(tǒng)，由讀者與圖書館相關(guān)人員對(duì)接，完成書籍借閱任務(wù)。這導(dǎo)致讀者之間沒有良好的信息交流條件，讓讀者需要花費(fèi)更多時(shí)間與資源，才能獲取有關(guān)圖書館館藏資源的其他信息，嚴(yán)重影響圖書資源在讀者群體中的流通效率。使用區(qū)塊鏈技術(shù)后，可以借助其去中心化特征，以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)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?；趨^(qū)塊鏈技術(shù)的圖書管理系統(tǒng)，能夠完成無中心化的圖書相互借閱，這個(gè)中心化代指圖書館主體角色。讀者從過去與圖書館對(duì)接，轉(zhuǎn)變成與其他讀者對(duì)接，更容易讓圖書管理系統(tǒng)精準(zhǔn)分析讀者的閱讀偏好，從而分析出讀者近一段時(shí)間內(nèi)最感興趣的熱門書籍，再以圖書管理系統(tǒng)構(gòu)建自主服務(wù)平臺(tái)，通過全天候圖書自助流通模式，省略圖書館中心代理環(huán)節(jié)，讓更多讀者可以快速完成讀書借閱相關(guān)事宜，以此達(dá)到提升圖書館館藏資源的流通效率，合理控制圖書館運(yùn)營成本的效果。而且，讀者通過圖書借閱、內(nèi)容分享，也可以完善讀者之間的交流溝通渠道，對(duì)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(xué)習(xí)平臺(tái)服務(wù)體驗(yàn)

區(qū)塊鏈本質(zhì)是擁有去中心化特性的分布式記賬系統(tǒng)，使用區(qū)塊鏈技術(shù)的用戶可以根據(jù)自己使用需求，自行訪問區(qū)塊鏈中的各類數(shù)據(jù)信息。例如用戶通過區(qū)塊鏈技術(shù)，完成線上學(xué)習(xí)，會(huì)生成學(xué)習(xí)成績、閱讀習(xí)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(xué)習(xí)情況，或由其他單位分析用戶信息，挖掘用戶學(xué)習(xí)習(xí)慣，提供具有針對(duì)性的教學(xué)內(nèi)容。以區(qū)塊鏈技術(shù)為基礎(chǔ)建設(shè)的圖書館在線學(xué)習(xí)平臺(tái)，在這個(gè)過程中承擔(dān)“分析者”的角色。通過圖書館龐大的數(shù)據(jù)資源庫，對(duì)用戶線上學(xué)習(xí)過程中的各類數(shù)據(jù)詳細(xì)收集、整理例如閱讀軌跡、書籍評(píng)價(jià)等信息。如果圖書館接入本省或某個(gè)區(qū)域的圖書館網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟，也可以將用戶的信息在聯(lián)盟內(nèi)部進(jìn)行共享，強(qiáng)化信息利用效果。各個(gè)圖書館在共享用戶信息過程中，也可以對(duì)用戶信息作全面分析，提供專業(yè)化的評(píng)估內(nèi)容，配合大數(shù)據(jù)技術(shù)完成用戶閱讀習(xí)慣細(xì)化研究，搜索圖書館館藏資源，和用戶的閱讀習(xí)慣做精準(zhǔn)匹配，提供更精準(zhǔn)的圖書資源推送服務(wù)[5]。同時(shí)圖書館也會(huì)利用用戶閱讀習(xí)慣，對(duì)館藏資源進(jìn)行整合、優(yōu)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(diào)整方式，為用戶提供個(gè)性化閱讀體驗(yàn)，充分滿足讀者的學(xué)習(xí)需求，從而逐步提高智慧圖書館的學(xué)習(xí)平臺(tái)服務(wù)體驗(yàn)，提升智慧圖書館的服務(wù)質(zhì)量。

3.3 落實(shí)智慧圖書館的信息數(shù)據(jù)安全

大數(shù)據(jù)技術(shù)在近些年得到快速發(fā)展，應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析人群模型，已經(jīng)成為各個(gè)行業(yè)經(jīng)營、發(fā)展的工具。大數(shù)據(jù)技術(shù)可以準(zhǔn)確分析用戶群體產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)使用傾向，研究數(shù)據(jù)潛在的規(guī)律內(nèi)容，進(jìn)而以有限的資源為用戶提供更好的服務(wù)體驗(yàn)。以智慧圖書館為例，大數(shù)據(jù)技術(shù)通過分析用戶數(shù)據(jù)潛在價(jià)值，可以為圖書館提供閱讀服務(wù)改進(jìn)的科學(xué)決策。但是智慧圖書館是面向社會(huì)各個(gè)群體的機(jī)構(gòu)，其為大量用戶提供閱讀服務(wù)，也會(huì)積累大量不同類型的用戶數(shù)據(jù)，在建設(shè)智慧圖書館專用的數(shù)據(jù)資源庫時(shí)，會(huì)面臨更為嚴(yán)峻的信息數(shù)據(jù)安全問題。對(duì)于區(qū)塊鏈技術(shù)，雖然其擁有數(shù)據(jù)篡改的可能性，但是需要篡改者花費(fèi)海量資源才能達(dá)到目的，在某種程度上也可以達(dá)到“不可篡改”的效果。智慧圖書館可以通過研究密碼學(xué)內(nèi)容，Hash Function與Asymmetric encryption兩種模式，對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)中的智能合約做更細(xì)化的處理，構(gòu)建圖書館聯(lián)盟內(nèi)部數(shù)據(jù)共享機(jī)制，由不同的圖書館充當(dāng)數(shù)據(jù)監(jiān)控角色，確保在數(shù)據(jù)交互中，數(shù)據(jù)的平穩(wěn)傳輸，提高用戶訪問圖書館數(shù)據(jù)資源庫的安全性，由此解決圖書館信息數(shù)據(jù)安全問題，規(guī)避用戶個(gè)人信息泄漏風(fēng)險(xiǎn)[6]。

3.4 提高智慧圖書館數(shù)據(jù)庫資源利用率

在我國邁入大數(shù)據(jù)時(shí)代下，可以預(yù)見未來智慧圖書館數(shù)據(jù)資源庫將會(huì)從當(dāng)前的內(nèi)部使用，逐步達(dá)成開源共享的發(fā)展目標(biāo)。同時(shí)圖書館館藏資源的共建共享模式，也從側(cè)面顯示社會(huì)群體對(duì)獲取資源的真實(shí)需求。為滿足用戶需求，為智慧圖書館未來發(fā)展開辟道路，需要通過區(qū)塊鏈技術(shù)的分布式賬本存儲(chǔ)機(jī)制，完成數(shù)據(jù)資源庫的建設(shè)任務(wù)。圖書館可以通過聯(lián)合不同類型的主體角色，高效整合社會(huì)資源，完成數(shù)據(jù)資源庫的建設(shè)工作。建議與本市或本省的高校圖書館進(jìn)行合作，構(gòu)建起區(qū)域內(nèi)的圖書館聯(lián)盟，利用P2P（peer to peer lending）網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，完成數(shù)據(jù)資源庫的聯(lián)通工作，并將數(shù)據(jù)資源存儲(chǔ)于圖書館聯(lián)盟中的特定區(qū)塊上[7]。對(duì)于圖書館聯(lián)盟中的圖書館，需要嚴(yán)格遵循區(qū)塊鏈技術(shù)的智能合約協(xié)議，將自身作為節(jié)點(diǎn)，向圖書館聯(lián)盟進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，同步更新后的數(shù)據(jù)，保障使用區(qū)塊鏈技術(shù)的圖書館可以獲得真實(shí)、可靠的數(shù)據(jù)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(jié)點(diǎn)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(shù)字資源版權(quán)管理相關(guān)工作

現(xiàn)在不同智慧圖書館在分享數(shù)字資料時(shí)，存在一定的信任問題，出現(xiàn)這種情況主要是參與分享數(shù)字資料的圖書館擔(dān)心在分享過程中，被其他圖書館盜用數(shù)字資產(chǎn)，難以保障自己的正常權(quán)益。智慧圖書館擁有大量數(shù)字資源，若是根據(jù)現(xiàn)存法律嚴(yán)格進(jìn)行版權(quán)保護(hù)相關(guān)流程，需要繳納一大筆版權(quán)登記費(fèi)用，還需要花費(fèi)較長時(shí)間，增加著作版權(quán)侵權(quán)概率。而使用區(qū)塊鏈技術(shù)，可以為智慧圖書館提供完善的數(shù)字資源版權(quán)保護(hù)機(jī)制，通過打包形式，將數(shù)字資源的作者名字做加密處理，由區(qū)塊鏈負(fù)責(zé)存儲(chǔ)，根據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間設(shè)置相應(yīng)的時(shí)間戳，保障數(shù)字資源在區(qū)塊鏈中的唯一性。同時(shí)在區(qū)塊鏈中的所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都使用實(shí)時(shí)共識(shí)機(jī)制，任何存在抄襲想法的圖書館或個(gè)人無法篡改數(shù)字資源內(nèi)容，進(jìn)一步提升版權(quán)保護(hù)效果。配合區(qū)塊鏈的去中心化特性，弱化了實(shí)體第三方機(jī)構(gòu)版權(quán)登記效果，讓圖書館在更短時(shí)間內(nèi)完成各類數(shù)字資料的版權(quán)確認(rèn)工作。撰寫數(shù)字資料的作者可以省略版權(quán)舉證這個(gè)程序，根據(jù)區(qū)塊鏈技術(shù)快速鎖定自己作品版權(quán)使用情況，通過授權(quán)給其他用戶獲取版權(quán)利益。

3.6 建立智慧圖書館知識(shí)流通新模式

比特幣作為區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例，讓用戶充當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)中的分布式節(jié)點(diǎn)，利用礦幣獎(jiǎng)勵(lì)用戶，從而證明區(qū)塊鏈技術(shù)的可行性。智慧圖書館在設(shè)計(jì)知識(shí)流通模式時(shí)，可以參考比特幣模式，為用戶提供閱讀數(shù)字代幣，以此達(dá)到獎(jiǎng)勵(lì)用戶閱讀的效果。用戶在智慧圖書館構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中學(xué)習(xí)、交流時(shí)，由智慧圖書館記錄用戶各種行為頻率，分析行為產(chǎn)生的效能，并將這兩項(xiàng)內(nèi)容作為獎(jiǎng)勵(lì)代幣的參考依據(jù)。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，智慧圖書館還要提供讀者與作者交流的條件，以“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”方式提高互動(dòng)效率，讀者向喜歡的圖書資源評(píng)論、點(diǎn)贊等行為，也需要納入閱讀數(shù)字代幣參考標(biāo)準(zhǔn)中。智慧圖書館可以根據(jù)用戶獲取的閱讀數(shù)字代幣數(shù)量，判斷用戶的學(xué)習(xí)能力與知識(shí)積累能力，對(duì)以后提供用戶的圖書資源計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整。用戶也可以將智慧圖書館作為渠道，使用閱讀數(shù)字代幣購買數(shù)字圖書資源，享受其他用戶的共享圖書內(nèi)容?？梢灶A(yù)見，如果智慧圖書館大規(guī)模推廣這種閱讀數(shù)字代幣模式，可以穩(wěn)定提升智慧圖書館服務(wù)水平，加快圖書館館藏資源的流通效率，培養(yǎng)用戶終身學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣，進(jìn)而推動(dòng)社會(huì)健康發(fā)展。

4 區(qū)塊鏈技術(shù)在智慧圖書館信息化建設(shè)中的推進(jìn)策略

區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用仍處于探索階段，例如研發(fā)、推廣等內(nèi)容尚不完善，想要科學(xué)應(yīng)用在智慧圖書館的信息化建設(shè)中，就需要從政策與技術(shù)兩個(gè)方面同時(shí)推動(dòng)。

4.1 政策層面

圖書館行業(yè)需要深入研究區(qū)塊鏈技術(shù)，重視關(guān)注區(qū)塊鏈的前沿技術(shù)，集合社會(huì)資源，由政府部門牽頭展開區(qū)塊鏈技術(shù)與智慧圖書館融合研究內(nèi)容，設(shè)計(jì)具有可行性的管理措施與相應(yīng)的政策細(xì)節(jié)。國內(nèi)圖書館行業(yè)可以發(fā)布有關(guān)區(qū)塊鏈技術(shù)的白皮書，與國際圖書館行業(yè)進(jìn)行合作，共同建設(shè)區(qū)塊鏈應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)建立面向社會(huì)各個(gè)群體的公共服務(wù)平臺(tái)，做好區(qū)塊鏈技術(shù)與智慧圖書館的技術(shù)創(chuàng)新工作。通過研究區(qū)塊鏈技術(shù)使用的風(fēng)險(xiǎn)，設(shè)置具體的監(jiān)管內(nèi)容，進(jìn)一步完善圖書館行業(yè)的監(jiān)管機(jī)制，為智慧圖書館未來發(fā)展創(chuàng)造良好條件。

4.2 技術(shù)層面

智慧圖書館需要利用區(qū)塊鏈技術(shù)，對(duì)數(shù)字資源的運(yùn)行效率、安全性做更深入的研究，優(yōu)化當(dāng)前技術(shù)應(yīng)用方案。除了現(xiàn)在使用的用戶隱私加密算法，圖書館行業(yè)還需要開發(fā)保護(hù)效果更好的隱私保護(hù)方案。建議可以將更多資源投入到硬件設(shè)備方面，讓區(qū)塊鏈系統(tǒng)獲得更強(qiáng)處理用戶數(shù)據(jù)的性能，提升數(shù)據(jù)處理效率。對(duì)于系統(tǒng)軟件，則要根據(jù)智慧圖書館的應(yīng)用場景，選擇側(cè)鏈、子鏈等工作機(jī)制，提高算法運(yùn)行效率，加快信息處理速度。同時(shí)培養(yǎng)擁有圖書館專業(yè)背景、懂得區(qū)塊鏈技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用的綜合性人才，儲(chǔ)備足量的專業(yè)人才，為以后區(qū)塊鏈技術(shù)順利實(shí)施做好基礎(chǔ)工作。

5 結(jié)論

綜上所述，圖書館是服務(wù)社會(huì)的公益性服務(wù)機(jī)構(gòu)，需要緊跟時(shí)代發(fā)展浪潮，通過區(qū)塊鏈等技術(shù)展開技術(shù)升級(jí)，實(shí)現(xiàn)智慧圖書館的信息化建設(shè)。希望更多圖書館管理人員可以認(rèn)識(shí)到智慧圖書館的重要性，結(jié)合科學(xué)方法合理應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)，將更多資源傳遞給社會(huì)公眾，為我國科技水平不斷發(fā)展貢獻(xiàn)力量。