區塊鏈技術在科技館領域應用研究初探

◆馬小鷗

(遼寧省科學技術館 遼寧 110167)

1 引言

區塊鏈的出現，始于2008年 “中本聰”發表的一篇奠基性論文。隨著以區塊鏈技術作為底層基礎架構的比特幣系統的穩定運行，人們逐漸認識到區塊鏈對社會和經濟發展的重要性和可塑性。近年來，區塊鏈技術的研究與應用呈現爆發式增長，其被視為計算范式的第五次顛覆式創新[1]。目前，區塊鏈技術的應用逐漸從互聯網金融行業擴展到更廣闊的領域中，通過與物聯網等技術相結合，在優化管理、增強信息安全、提升效率等方面已取得了顯著成效[2]。本文分析區塊鏈技術的特性，將其引入科技館領域，探究區塊鏈技術在科技館建設和管理方面應用的可行性和應用場景，提出探索式的研究與構想，以期推動后移動互聯網時代科技館行業的發展變革。

2 區塊鏈技術的特征及其在科技館中應用的可行性

近年來，科技館作為培養公民科學素質的重要社會教育機構，在激發公眾崇尚科學的熱忱，提升公眾科技文化素質方面發揮著日益重要的作用。區塊鏈技術的去中心化、不可篡改等特征[3]將為科技館的建設和管理注入新的活力，為展覽教育資源管理的架構升級提供技術支撐，助力科技館為公眾提供更加高效優質的科普教育資源和服務。

分布式存儲。在區塊鏈系統中，不存在中心節點，鏈上的任何扁平化節點具有同等的儲存和計算功能，并完整記錄全部信息。分布式結構使得數據傳輸方式從傳統的單極化模式轉變為去極化模式，可以實現對科技博物館的教育資源的集體維護，有助于更高效地存儲展教資源數據。

（2）免信任與可追溯。哈希算法是區塊鏈的信息無法被篡改的保障，由于輸入內容與輸出結果的一一對應性，只要輸入信息的時間、順序、內容發生一絲變化，都會導致結果呈現完全不同的狀態。利用時間戳可在區塊生成的過程中，綁定自身的哈希值和時間點形成按照時序排列以線性鏈表形式存儲的分布式結構的數據，鏈表結構使得區塊中的每條信息具有可追溯性。該特性的充分開發和利用，將從根本上優化科技館資源數據的安全性和真實性。

（3）非對稱加密。非對稱加密算法使用配對的公鑰和私鑰完成完整的加密解密過程，是保證區塊鏈數據安全的核心技術。區塊鏈上的信息是公開透明的，可以隨意下載公鑰進行訪問，但是擁有數據授權的賬戶身份利用私鑰才可傳輸個人加密文件。該特性可有效增強展教數據信息傳輸的安全性，具有很高的用戶隱私保護功能。

（4）智能合約。智能合約是一段可自動化執行的計算機程序。它接收到一組復雜的事件請求，滿足觸發條件和合約承諾后，按照參與者的意愿自動發出預設的數據資源，得到正確的數字化結論。該特性能夠讓科技館系統實現真正的自動化運行，一旦設定的條件被確認后便不再受任何人為干預，根本上保證了系統運行的穩定性。

3 區塊鏈技術在科技館管理方式創新中的應用

科技館的本質屬性是為公眾服務，滿足公眾多樣化的科普需求。利用先進技術進行智慧化的服務升級是科技館在后移動互聯網時代發展的趨勢。區塊鏈作為顛覆性的創新技術，為科技館的服務升級帶來無限可能。

3.1 借助區塊鏈去中心化特性，提升展教信息資源建設水平

（1）展教信息資源安全存儲

應用區塊鏈技術的分布式結構實現去中心化是展教信息資源建設的一大創新。傳統的展教資源信息管理大多采用中心化的管理方式，集中存儲資源信息的中央服務器一旦被攻擊，整個系統極易遭受破壞甚至癱瘓。而區塊鏈技術突破了以往集中式的中心硬件，構建分布式“可信交易”平臺。系統中所有的信息數據不僅分布式的儲存在各節點上，而且各節點都建立一份完整的區塊鏈“總賬本”，各節點都參與數據記錄與存儲，并可相互驗證，實現展教資源集體記錄和維護功能。“黑客”即使攻破了系統的單一節點，展教信息資源也不會丟失，更不會影響整個平臺正常運行。

（2）用戶參與展覽教育資源建設

在傳統的科技館資源管理模式中，由館內工作人員采集資源信息。但受限于場館人員的專業水平，最新的科研動態和發展趨勢往往很難被精準獲取。區塊鏈技術可以將原來的中心管理層次分攤到不同用戶終端，讓每一個具有教育資源建設能力的用戶或機構都能獲得數據更新和維護權限。調動用戶參與到展教資源的建設中，豐富展教資源獲取的來源，并保證數據受到多方的監督，確保上鏈信息的真實性。

3.2 借助區塊鏈的不可篡改、可追溯特性，創建展教資源數字存證

運用區塊鏈技術可以創建起科技館展教資源數字存證信息，更好的保護和維護展教資源。將科技館內的藏品和展品信息進行數字化，讓每件展品實物和展品的區塊鏈數據信息（如照片、三維模型、維護紀錄以及創建日期，密鑰ID等）及展品所屬的科技場館一一對應，并將該信息嵌入一個不可更改的密鑰保存在區塊鏈上，可以有效解決展品保管、防損、維護記錄等問題。對于原創展教資源，可將它們在發布、運行和使用過程中的信息以區塊的形式打包“上鏈”，運用“時間戳”確定展教數據資源的產權、使用和維護記錄等信息，以順應展覽教育資源版權管理海量化透明化的發展趨勢，更好適應未來數字版權保護的需求。

3.3 借助區塊鏈的安全性特性，保障展教資源數據可靠傳輸及用戶隱私

互聯網技術加快了科技館與用戶之間的信息傳遞速度，但也帶來了用戶隱私和數據傳輸的安全隱患。用戶常常需要向場館提供個人信息，場館也需對獲取的用戶信息和數據行為進行分析和挖掘。如果場館無法妥善存儲這些信息，用戶的隱私信息可能被泄露或竊取。區塊鏈技術具有非對稱性加密的特點，能夠有效保護用戶信息，降低用戶數據保護管理成本，防止個人隱私泄露，提升用戶對場館服務的信任度和滿意度。

3.4 借助區塊鏈的智能合約特性，優化展教資源服務升級

借助區塊鏈技術的智能合約，可為展教服務升級提供新的解決方案。區塊鏈可為智能合約提供可信執行環境，合約一旦啟動便自動執行。場館可以基于區塊鏈打造數字展覽教育互動平臺。比如，設置參與獎勵機制觀眾參與科普問答等科普活動可獲得積分，達到一定額度自動兌換觀影券等獎勵，以提升趣味性和參與度。同時利用智能合約，還能讓場館中各類智能設備通過去中心化的共識機制來實現功能升級。比如，場館內某個攝像頭捕捉到異常情況，按照預設的合約，系統能夠與其他節點的反饋信息自動進行對比，確認信息真實后即可向運行指揮中心發出信號。

4 總結

區塊鏈技術是場顛覆性的技術革命，科技館作為傳播前沿科學技術的陣地，應站在科技信息技術的前端，充分利用區塊鏈優勢，在展覽教育資源信息建設和管理中創新應用區塊鏈技術，開創信息資源管理、存儲、服務的新模式，助力科技館為公眾提供更加高效優質的科普教育資源和服務。