基于區塊鏈技術的高職院校圖書館信息化應用研究

宋揚 李東

摘 要：區塊鏈技術是一門由多學科、多領域綜合的前沿信息技術，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、分布式區塊鏈結構、技術共識機制、智能合約等四項核心技術。為實現區塊鏈技術與高職院校圖書館信息化建設的對接，要構建去中心化點對點的思維方式、分布式區塊鏈結構的數據系統和分布式存儲安全保障系統。區塊鏈技術應用背景下圖書館信息化的建設可在圖書館館藏資源存儲安全系統構建、圖書館管理服務系統建設、圖書館資源共享系統構建等方面進行探索應用。

關鍵詞：高職院校圖書館;信息化建設;區塊鏈技術;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“大數據時代高職院校智慧圖書館建設研究”（項目編號：2019SJA1150）

作者簡介：宋揚，女，常州信息職業技術學院圖書館館員，碩士，主要研究方向為文獻資源建設、咨詢服務; 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

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

一、區塊鏈技術的涵義

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

（一）區塊鏈特性

區塊鏈具有四個特性。一是區塊鏈去中心化特征。作為一個記賬系統，區塊鏈在整個網絡中每個節點權限對等，節點之間權利和義務是均等的，數據分布式存儲，每個節點都可以參與數據區塊的驗證過程，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，在整個網絡中無中心化的硬件或機構存在。二是區塊鏈去信任特征。區塊鏈系統中的信任不是由第三方確定監督制約完成的，所有節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度。任何節點都會排斥和抑制惡意欺騙系統的行為，系統內的運行規則和數據內容公開透明，節點之間的數據交換不需要相互信任。三是區塊鏈不可篡改和可以追溯。這是由系統機制自身所決定的。在區塊鏈系統中，記錄交易的信息和數據進入系統內之后，任何人員無法修改，包括內部工作人員。記錄交易的信息通過驗證添加到區塊鏈系統中被永久存儲。因此，區塊鏈系統的數據具有穩定性、可靠性和安全性。四是區塊鏈匿名性與安全可靠特性。區塊鏈采用非對稱密碼算法和工作量證明算法，保護了節點的隱私和匿名性，在分布式記賬形式下所有參與的節點都有一份完整的數據拷貝。系統內參與的節點越多，計算能力越強，安全性越高。

（二）區塊鏈的核心技術

區塊鏈的核心技術由四個方面組成。一是區塊鏈核心技術公開加密算法。在區塊鏈系統中，根據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]。二是區塊鏈核心技術分布式區塊鏈結構。區塊鏈是以區塊為單位的鏈狀數據結構，把數據分成不同區塊，區塊按時間順序先后生成記錄了被創建期間發生的所有價值活動。所有區塊都記錄著時間和日期，并與前面的區塊銜接呈現前后順連的完整數據。區塊鏈采用分布式記賬系統，系統內的運行過程以去中心化的方式進行數據存儲、交易驗證、信息傳輸等，通過分布式進賬、分布式存儲和分布式傳播實現。三是區塊鏈核心技術共識機制。共識機制是區塊鏈系統中的關鍵之一，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、權益證明和股份授權證明是區塊鏈共識機制中主要的三個內容。四是區塊鏈核心技術的智能合約。智能合約是在區域鏈之前出現的是計算機交易協議，無需中介，自我驗證、自動執行合約條款。隨著區塊鏈技術的應用和普及，區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據和資產，幫助實現安全高效的信息交換、價值轉移和資產管理等。在分布式系統中，每個節點在智能合約下自助協作運行，具備較高的靈活性。

二、區塊鏈技術與高職院校圖書館信息化建設的對接

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

（一）構建去中心化點對點的思維方式

區塊鏈技術采用分布式記賬體系，通過分布式記賬、存儲和傳播實現系統內數據存儲、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點的工作。因此，運用區塊鏈技術去中心化既是技術方面的事情，又是一種新的管理理念的嘗試。構建這種區塊鏈技術的思維方式是圖書館信息化建設的前提。

（二）構建分布式區塊鏈結構的數據系統

區塊鏈技術在高職院校圖書館的信息化建設中有著不可替代的應用優勢。在館藏資源數字化建設中，可以分布式處理數據資源，可以直接傳輸，也可以以開放的方式獲取數據節點上的資源數據。區塊鏈技術是以區塊為單位的鏈狀數據結構，按照時間先后順序生成，每一個區塊蓋上時間戳，并和上一個區塊鏈接在一起，以先后順序形成一套完整的數據。“區塊+鏈”的結構系統，可以對每一筆數據進行追本溯源，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，對圖書館數據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，在對數字資源進行區塊的基礎上，組合成鏈式的數據結構，通過區塊鏈把圖書館數據資源轉變成不可更改的數據形式。

（三）構建分布式存儲安全保障系統

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據與互聯網銜接，這導致資源數據庫不安全因素增加，館藏資源不能得到有效的安全保障。區塊鏈技術的應用主要是以信息加密安全認證為主，通過利用加密數據庫單項封閉的特性，可以對數據資源提供安全保障，防止直接盜取，這不僅提高數據庫的安全性，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據交互需求。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系。

三、區塊鏈技術背景下圖書館信息化建設的應用探索

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

（一）圖書館館藏資源存儲安全系統構建的應用

館藏資源是圖書館資源中的重要組成部分。構建館藏資源存儲安全系統，既是圖書館信息化建設和發展的需要，又是提高內部管理水平、提升服務質量的內在要求。基于區塊鏈技術在圖書館信息化建設中有著廣闊的應用空間和理論基礎，圖書館可結合自身管理、服務和發展的需要，利用區塊鏈的開源特性和數據挖掘機制、加密性的技術，構建滿足于客戶服務需要的具有開源性、加密性的資源存儲安全系統，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，圖書館可根據用戶的需要，對身份、職業、年齡、性別等信息進行加密認證，通過區塊鏈把館藏資源數據庫進行安全加密，在上下游終端進行聯系和系統管理認證，實現雙重認證和雙重加密，雙向認證的互相暢通保障數據傳輸渠道暢通的同時，提高館藏資源的安全性。

（二）圖書館管理服務系統建設的應用

現代信息技術的快速發展推動著高職院校圖書館服務和管理方式的深刻變革。區塊鏈技術的應用和發展為智慧型圖書館建設帶來了新的機遇和挑戰。管理和服務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展水平的重要內容。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;現代社會，圖書館能為讀者每周提供二到三次的文獻服務。圖書館的管理和服務由封閉式到開放式，是人類社會進步的結果，也是圖書館與時俱進、時代變遷的要求。隨著信息技術的廣泛應用，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、新設備，使管理和服務工作提質增效，適應了教職員工和學生學習、工作的需要。區塊鏈技術的應用將進一步推動智慧型圖書館建設，實現圖書館資源使用過程全流程記錄，降低圖書館操作系統的違規操作次數，保護用戶隱私。

（三）圖書館資源共享系統構建的應用

隨著大數據、云計算、人工智能、物聯網等技術的廣泛應用，圖書館信息化建設不斷深入，智慧型圖書館建設已成為高職院校圖書館建設發展的新趨勢，成為高職院校智慧校園建設的重要組成部分。區塊鏈技術的普及和應用為智慧型圖書館建設提供了有利的技術保障和支持，改善了圖書館管理和服務的環境，拓展了空間，提高了資源利用效率。這既是圖書館提升服務能力的有效途徑，也是智慧型圖書館建設的重要內容。智慧型圖書館建設離不開資源共建共享系統的構建，應用區塊鏈的分布式賬本技術可以將不同的信息資源存放在不同的區塊中，構成單一的圖書館區塊。以常州科教城為例，五所高職院校在同一園區辦學，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的構建。各學校圖書館都是一個節點，在充分發揮各學校圖書館特色優勢的同時，五所學校通過智能合約達成共識，以協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質量，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、提高服務質量、適應現代高職院校發展需要為目的。區塊鏈技術是繼大數據、云計算、人工智能、物聯網等的新一代信息技術，與高職院校智慧型圖書館的建設相契合，將對圖書館的服務模式、管理方式以及形態變化產生深遠影響。高職院校圖書館應該積極應對，組織相關人員對區塊鏈技術應用進行學習和研究，在已有信息化建設的基礎上進行深度融合，構建區塊鏈技術圖書館應用系統，進一步推動圖書館智慧化建設。但是，高職院校圖書館在區塊鏈技術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，由于信息技術更新快，圖書館利用大數據、云計算、人工智能、物聯網等技術進行應用實踐的同時，要進行區塊鏈技術的學習與應用，這使得圖書館存在精力和資金等方面投入不足、技術隊伍素質不高、人員數量不足等問題。因此，圖書館在區塊鏈技術應用學習研究過程中應建立相關的配套組織機構，有計劃地開展工作。

參考文獻：

[1]國務院.國務院印發“十三五”國家信息化規劃的通知[Z].國發〔2016〕73號，2016-12-15.

[2]國務院.國務院關于印發新一代人工智能發展規劃的通知[Z].國發〔2017〕35號，2017-07-08.

[3]國務院.國務院關于進一步擴大和升級信息消費持續釋放內需潛力的指導意見[Z]. 國發〔2017〕40號，2017-08-13.

[4]中國區塊鏈技術和產業發展論壇.2016年中國區塊鏈技術與應用發展白皮書[EB/OL].[2020-08-15].http：//www.199it.com/archives/526865.html.

[5]袁勇，王飛躍.區塊鏈技術發展現狀與展望[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