基于區塊鏈技術的分布式自律型圖書館構想

梁榮賢

（廣州城建職業學院圖書館，廣東廣州510925）

1 引言

區塊鏈最初作為比特幣的底層技術，于2008年由中本聰首次提出。區塊鏈技術作為一種元技術，和大數據、云計算、物聯網、人工智能等技術深度融合后將使其如虎添翼。目前，區塊鏈已經成為全球戰略性的前沿技術，其原因不僅僅在于它技術理念先進和算法精密，更重要的是它體現了“開放共享”“去中心化”“全民平等”“分布式”等重要的社會價值。區塊鏈是由分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術組成的新型應用模式［1］。廣義的區塊鏈是一種由分布式技術支撐的共識算法，狹義的區塊鏈是一種數據結構，是加密、可驗證、防篡改的存儲結構。

通過區塊鏈執行智能合約可以實現業務自動運轉，而應用該技術的組織就是去中心化的分布式自律組織［2］（Decentralized Autonomous Organization,簡稱DAO）。事實上，分布式自律組織和分布式自律市場目前已經出現，比如近年來亞馬孫先后開設的Amazon Go無人實體超市及Go Grocery無人零售日雜店、阿里巴巴的“淘寶會員店”、京東的“無人超市”、騰訊的“無人優鮮便利購”等。這種不排隊、無人營業、無人收款的“無人超市”，引入了機器視覺智能和傳感器設備，商品被取走后設備會自動識別并自動收取用戶費用，其實質就是分布式自律組織和分布式自律市場。隨著大數據、物聯網、云計算、人工智能、區塊鏈、5G等新技術的發展，未來社會的主角將是去中心化分布式自律組織，圖書館的新形態——分布式自律型圖書館也將隨之出現。

2 分布式自律型圖書館的概念

2.1 “分布式圖書館”

“分布式”普遍被認為是計算機的一種算法，當計算機的程序和數據借助網絡分布在一臺以上的計算機時，其計算就成為“分布式”，它和“集中式”計算是相對的。分布式計算可以將應用分解成若干小部分，分配給多臺計算機同時進行處理，從而達到提高計算效率，節約整體計算時間的目的。雖然圖書館界目前沒有“分布式圖書館”的說法，但實際上“總分館模式”“社區圖書館”“農家書屋”等許多現有的圖書館形態和“分布式圖書館”的理念高度一致，可以說是分布式圖書館的具體表現形式。“分布式圖書館”其實就是分布在民眾周圍、數量較多、擁有核心的管理及服務理念、總分館資源實時共享獲取、服務受眾最大化的公益性文化服務組織。

2.2 “自律型圖書館”

自律，顧名思義就是個人在沒有他人監督的情況下，自覺遵循法度或約定俗成的規定、規則，約束自己的一言一行。“自律型圖書館”可以理解為沒有工作人員在圖書館內進行管理，用戶的言行舉止和有工作人員管理、監督的時候并無差異的圖書館。當圖書館發展成為去中心化的分布式自律組織，用戶和圖書館之間不需要建立信任關系，用戶完全通過“自律”來約束自己的言行。這是因為用戶在圖書館里的一切行為將被大數據、人工智能設備推導出個人的信用值，用戶在圖書館的信用值將成為個人社會信用的重要組成部分。

2.3 “分布式自律型圖書館”

對“分布式圖書館”和“自律型圖書館”的概念有了較深入地了解后，可對“分布式自律型圖書館”的概念理解為：“分布式自律型圖書館”是分布在民眾周圍、數量較多、擁有核心的管理及服務理念、總分館資源實時共享獲取、服務受眾最大化的公益性文化服務組織。同時，用戶和圖書館之間不需要建立信任關系，用戶通過自律來約束自己的言行。和無人收款的“無人超市”一樣，傳統圖書館常見的一線管理員將逐漸消失，圖書館將變成無管理員的“無人圖書館”。

3 分布式自律型圖書館出現的背景分析

3.1 大數據、云計算、物聯網、人工智能等與區塊鏈技術的融合

大數據依托云計算對海量數據進行分布式的數據挖掘。物聯網的關鍵技術離不開射頻識別技術（RFID）、傳感網、M2M系統框架（Machine-to-Machine）以及云計算。人工智能是人類進入信息產業革命時代達到認識和改造客觀世界能力的高峰［3］，使機器“像人一樣思考”“理性地思考”“像人一樣行動”“理性地行動”。隨著各種新技術的蓬勃發展及交互滲透，人類社會即將進入萬物互聯的時代。區塊鏈技術本身是一種元技術，其實質是由其他技術（包括大數據、云計算、物聯網、人工智能）構成的。當區塊鏈有朝一日發展成為支撐社會運轉的底層技術時，根據其打造出來的智能合約將大規模解放人力，社會行為也將被納入自我循環的良好體系中，全社會將從根本上達成共識機制、信任機制，這成為分布式自律型圖書館出現的重要技術背景。

3.2 用戶日益增長的多元化、個性化需求

傳統圖書館的資源建設側重于“藏”，用戶只能在圖書館已有資源里面進行選擇使用。隨著用戶需求的變化，越來越多圖書館從用戶需求驅動著手進行信息資源建設。而用戶年齡層次、職業、性別、健康狀況、興趣愛好、社交需求等方面的差異性，直接影響到其使用圖書館資源及服務的目的。總體而言，圖書館用戶的信息素養較以往已得到較大幅度的提升，大多數用戶希望在使用圖書館資源的過程中盡量減少館員的介入，其原因主要是用戶知道如何使用圖書館的設備、可以自主獲取其所需的信息資源、懷疑圖書館員試圖了解自己的隱私［4］、喜歡自己營造的自助服務氛圍、喜歡浸潤在自己是圖書館主人的感覺中、渴望被證明自己是遵章誠信的公民等。正是用戶這些多元化、個性化的需求，成為促進分布式自律型圖書館萌芽的重要力量之一。

3.3 圖書館自身轉型變革的發展要求

身處信息社會的圖書館及其服務面臨巨大的挑戰，需要應對來自新興信息服務產業（搜索引擎服務商、數據庫服務商等）的各種競爭［5］，思考并規劃圖書館未來的出路已成為決定圖書館界何去何從的重要考題。同時，隨著計算機技術、網絡技術、數字技術的快速發展，圖書館如何應對當代技術環境和用戶信息行為的變化，在功能定位、資源建設、發展理念、用戶服務、技術應用［6］等方面進行轉變，成為圖書館轉型發展的重要舉措。圖書館身處各種新技術、智能設備滲透的大環境中，唯有走與新技術融合共生的道路才能取得更好的發展。

4 區塊鏈對分布式自律型圖書館的影響

4.1 理論架構

首先是國家層面對發展區塊鏈技術的高度重視。習近平總書記接連強調要“把區塊鏈作為核心技術自主創新的重要突破口”“加快推動區塊鏈技術和產業創新發展”，這為區塊鏈的應用、發展鋪平了道路，打開了巨大的想象空間。其次，區塊鏈自身獨有的去中心化、開放性、獨立性、安全性、匿名性等特征，和分布式自律型圖書館的核心理念高度吻合，其眾多特征和分布式自律型圖書館的特點有許多相似及重疊部分，為分布式自律型圖書館理論架構的進一步完善提供了強有力的支撐。此外，圖書館作為知識文化的收藏與傳播中心，是社會進步、文化傳承的重要標志和舉措，也是區塊鏈將來落地的重要應用場景。

4.2 技術支撐

區塊鏈技術可以給用戶提供場景化服務資源保障、場景化服務技術保障、場景化服務安全保障［7］。具體來說，區塊鏈的核心技術包括分布式賬本、非對稱加密、共識機制和智能合約。

4.2.1 分布式賬本

分布式賬本技術應用到分布式自律型圖書館后，圖書館的各種數據、事件、流程等不再單獨保存在傳統的服務器里，而是分布在區塊鏈中不同地方的多個節點上。每個節點都保存著圖書館的完整賬目，同時每個節點之間是獨立存在、地位等同的，即使某個、某幾個記賬節點被破壞，圖書館的完整賬目也可以通過其他完好的節點獲取。

4.2.2 非對稱加密

非對稱加密方面，雖然分布式自律型圖書館存儲在區塊鏈上的許多信息是公開的，所有用戶都可以獲取到這些公開的信息，但是其賬戶身份信息是高度加密的，只有在獲得數據擁有者授權的前提下才可以訪問。區塊鏈系統中常見的非對稱加密算法有RSA、Elgamal、背包算法、Rabin、DH、ECC（橢圓曲線加密算法）等，被應用于對所有權的驗證機制，其主要優點是可以很好地適應開放性的使用環境，便捷、安全地實現數字簽名及驗簽。因此分布式自律型圖書館應用區塊鏈技術后，其系統數據是高度安全的，并且很好地保護了用戶的個人隱私。

4.2.3 共識機制

共識機制是所有記賬節點之間如何達成共識，從而認定一個記錄的真實性、有效性，這既是鑒別記錄也是防止篡改記錄的手段。區塊鏈提出了4種共識機制，適用于各種應用場景，在效率和安全性之間取得了很好的平衡［8］。區塊鏈系統獨有的協議共識機制，使鏈上的所有節點都參與到其他節點交易的驗證中，只有整個鏈上絕大部分節點一致認為新節點的交易是正確、有效的，新節點所產生的數據才能以區塊的形式鏈接在整條區塊鏈的最后。

4.2.4 智能合約

智能合約是部署在區塊鏈上可執行的代碼或程序，涵括了編譯器、編程語言、時間、虛擬機、狀態機、容錯機制等。它可以不依賴中心機構而自動代表各簽約方執行合約，因其具備強制執行性、防篡改性、可驗證性等特點及執行精準、避開人為干擾、運行成本低等優點，將會擁有廣闊的應用場景［9］。在分布式自律型圖書館里，圖書館的活動開展、資源采購、服務推送等都可以借助智能合約自動執行，尤其是活動投票、項目眾籌、公益捐贈等方面，智能合約可以讓圖書館更公開透明，使圖書館維持良好的公信力及社會形象。

4.3 功能拓展

區塊鏈技術帶來的去中心化和去信用化的模式，使其在圖書館的應用將不僅僅停留在滿足技術需求方面，更重要的是可以加速整個圖書館行業的變革。首先是在“人”的方面，不管是圖書館的領導者、館員還是用戶，都將處于區塊鏈的整個鏈條上，領導者的管理能力及水平，館員的專業技能及服務用戶的滿意度，用戶使用圖書館的行為、信用等都將是公開透明的，這對每個人加強自律將產生很好的督促、監管作用。其次，區塊鏈技術還將使圖書館的用戶重新回到圖書館產業鏈的中心位置，用戶將擁有更多的話語權，實現真正的“用戶至上”。此外，區塊鏈本身是一種元技術，會不斷把其他先進技術吸收進來促進自身的發展，而圖書館本身也是不斷生長著的有機體，區塊鏈技術在圖書館功能拓展方面將擁有廣闊的空間。

5 分布式自律型圖書館未來發展構想

5.1 圖書館方面

5.1.1 單個圖書館實體規模縮減

隨著數字圖書館的興起，圖書館新增紙質藏書數量呈下降趨勢，這使圖書館對實體存儲空間的需求也逐漸降低。同時，圖書館用戶可以借助互聯網便捷地獲取圖書館的信息資源，其到館頻率、對圖書館閱覽場所的空間需求也將逐年降低。此外，隨著圖書館各種業務的集成化、自動化、數字化、網絡化、自動化［10］，對圖書館的物理空間需求也將逐年下降。因此，未來圖書館的實體規模將會縮減，現有圖書館的實體空間將進行功能改造。

5.1.2 分布式小型圖書館密度增加

這方面主要是針對公共圖書館，可在現有公共圖書館的總分館體系上進一步增加分布式小型圖書館的密度。首先，應對現有公共圖書館的總分館進行升級改造，加強總館的核心引領能力、凝聚力、影響力，提升分館的管理水平、服務質量、用戶滿意度。其次，可以依據當地經濟水平、人口密度、用戶需求等因素，合理建設一批分布式小型圖書館。此外，還可以鼓勵社會力量加入，共同建設分布式小型圖書館，比如吸收符合條件的社區圖書館、農家書屋成為圖書館分館，鼓勵符合條件、具備資質的上網服務場所成為總分館的基層服務點等。目前，已有企業研發出智慧微型圖書館，該智慧微型圖書館僅需一平方米的空間，可放置在任意角落，可自由組拆，支持24小時自助借還書，實現了網內圖書館數據互聯互通，用戶可通過人臉識別、指紋識別、掃碼、讀者證、身份證等多種方式登錄系統，同時配備實時監控，人像抓拍，設備故障自動報警等，成為24小時閱讀服務空間的有益補充，其核心機理、作用功能和分布式自律型圖書館高度一致。

5.1.3 圖書館智能化、智慧化進一步加強

由于各種智能設備、傳感器、新技術應用到圖書館，分布式自律型圖書館的智能化、智慧化比以往時代的圖書館都將得到進一步加強。傳統圖書館的各種業務，由于自助借還書、還書自助分揀、自助辦證、圖書自動盤點、讀者自助移動閱讀服務、智能客服等智能設備的應用及自助服務的推廣，將大幅度降低圖書館人力的介入。同時，圖書館借助大數據分析系統可以對用戶的閱讀行為、需求等進行深度分析，并借助智能設備向用戶推送個性化的信息服務。

5.1.4 “館——館”互聯互通程度深化

屆時，只要是納入分布式自律型圖書館體系的所有圖書館，不管是總館與分館，還是分館與分館之間，彼此的互聯互通程度將得到前所未有的深化。互聯互通不僅體現在圖書館物理空間（樓、層、區、室、桌、機、屏等）的全面立體互聯［11］，也體現在圖書館服務主體館員之間的互聯、圖書館服務客體讀者之間的互聯、館員與讀者之間的互聯、人機交換的互聯等。也可以說，分布式自律型圖書館將步入萬物互聯的時代。

5.2 館員方面

5.2.1 圖書館一線管理員縮減

由于各種智能化、智慧化的技術、設備、系統的應用以及圖書館用戶素養的普遍提升，分布式自律型圖書館的一線管理員將大幅縮減，甚至整個圖書館都不需要管理員。用戶在利用圖書館資源和服務過程中遇到困難和問題時，首先可以通過智能客服機器人來尋求幫助，智能客服機器人將可以有效解決用戶95%左右的問題，剩余的百分之幾的問題，用戶可以轉接人工服務，而這些問題也基本可以通過人工在線解答得到妥善解決。

5.2.2 信息加工服務館員增加

圖書館一線管理員大規模縮減，他們將轉型為信息加工服務館員。屆時，信息資源的總量將爆發式增長，對海量信息進行篩選、分類、挖掘、清洗、加工、存儲、推送將是分布式自律型圖書館時代館員的重要工作，從事這一工作的館員數量也將大幅度增加。

5.2.3 館員綜合素養要求提高

館員的綜合素養包含了專業知識、專業技能、服務意識、服務水平、職業道德、信息素養、數據素養能力等諸多方面。身處大數據時代，館員的數據素養能力尤為重要。一般來說，數據素養由數據意識、數據知識、數據能力和數據倫理4個部分組成［12］，能否充分利用數據，發現并有效解決問題，進而滿足圖書館用戶需求的綜合能力是衡量數據素養高低的常用標準。

5.3 用戶方面

5.3.1 用戶需求

進入分布式自律型圖書館時代后，圖書館用戶的需求將進一步呈現出多元化、個性化、即時性、多變性等特征。用戶將不再滿足于借書、還書、下載電子資源、在圖書館內自修等，而是衍生出許多新需求，比如利用圖書館的智能平臺建立專業群、專業小組開展研究、學習，利用圖書館創客空間、第二課堂、創新創業平臺、遠程培訓基地等新功能。而為了滿足用戶的以上需求，圖書館將轉型為多功能復合體，例如涵蓋了資料中心、學習中心、學術交流中心、用戶交流交際中心、社會服務中心等，用戶的絕大部分需求將在圖書館的智能化平臺上得到滿足。

5.3.2 身份認證

區塊鏈技術應用到分布式自律型圖書館后，圖書館用戶只要在任意一個圖書館注冊、認證成功，其身份就可以在分布式自律型圖書館體系中的所有圖書館通用。這不僅省去了以往圖書館用戶使用不同圖書館資源需要重復注冊、認證的不便，提高了圖書館的親和力，使圖書館和用戶之間的關系更為融洽，也節省了圖書館在用戶身份認證方面花費的人力及時間成本，加速了圖書館信息資源的傳播效率。

5.3.3 用戶畫像

中國科學技術信息研究所信息資源中心主任曾建勛認為：用戶畫像是指獲取用戶的專業背景、文化程度、知識獲取習慣、興趣偏好、特長任務等與用戶需求趨向相關的信息，并以此為基礎進行模型化表示，為用戶制定特定標簽［13］。當區塊鏈技術融入分布式自律型圖書館后，用戶利用圖書館的一切行為都將被大數據記錄，被存儲在區塊鏈的所有記賬節點上，無法篡改，也無法進行修飾，任何人都可以用區塊鏈來描繪某用戶的數字畫像。可以說，分布式自律型圖書館的每個用戶都將擁有自己獨有的用戶畫像。圖書館不但可以依據用戶畫像進行資源、服務的推送，用戶之間也可以依據用戶畫像來尋找有共同興趣愛好的讀者朋友。

5.3.4 用戶征信

在分布式自律型圖書館里，對用戶的管理將不再依靠圖書館的規章制度及一線的圖書館員，而是實行用戶自我管理。用戶使用圖書館資源、服務過程中所產生的一切行為都將被記錄在區塊鏈中，并形成用戶的個人征信。這個征信將成為用戶到其他圖書館進行身份認證、證明個人征信的重要標志，也是圖書館評價用戶征信、依據用戶征信等級開放權限等業務的重要參考標準。當用戶在圖書館的個人征信惡化，其使用圖書館的權限將會縮減，甚至被所有圖書館列入服務黑名單。如果用戶在圖書館的個人征信被納入社會征信體系，圖書館用戶將會精心維護其良好的圖書館個人征信［14］，這對促進分布式自律型圖書館的良好運作將有極大的保障及推動作用。

5.4 資源方面

5.4.1 資源按需購買

區塊鏈將給世界帶來一個知足社會，區塊鏈可以對生產、消費進行即時地記錄和反饋，有效解決了信息傳遞、資源配置的滯后問題。當圖書館衍變為分布式自律型圖書館后，和傳統圖書館資源建設在先用戶使用資源在后的方式不同，分布式自律型圖書館的資源將執行按需采購的原則。用戶需要什么資源，圖書館會即時完成“采購——支付——用戶獲取資源”的整個流程，而整個流程和傳統圖書館的用戶即時獲取館藏資源并沒有本質的區別。這種生產、消費、分配同步的生產方式、消費方式及生產關系，使圖書館節約了開支、杜絕了資源浪費。

5.4.2 資源高度共享

自從圖書館界開始資源共建共享以來，館際資源共享、總分館資源共享、圖書館聯盟資源共享等形式多樣的資源共享在提升圖書館用戶滿意度方面發揮了重要的作用。信息時代下，圖書館面臨著競爭異常激烈的信息資源供給環境，用戶可以通過其他便捷的渠道獲取原先只能從圖書館才能得到的信息資源。因此，圖書館必須重視資源共享服務，應從重視“量”向“質”轉變，即要重視所提供的共享服務是否和用戶的需求高度吻合，同時還要節省用戶的時間，提升用戶檢索、利用資源的便捷性。此外，圖書館還應加強和資源供應商的博弈、談判，爭取更多資源的合理利用，促進信息資源共享服務的可持續發展［15］。

5.4.3 費用實時結算

分布式自律型圖書館時代來臨后，用戶使用圖書館資源、服務背后產生的費用以及圖書館和資源供應商之間產生的費用都將實現實時結算及精準支付［16］。例如圖書館用戶下載了某本電子書，因為分布式自律型圖書館的資源是按需購買的，用戶下載該本電子書的費用會即時結算。該筆費用可能被細分成多個去向，如提供該電子書的供應商獲得0.5元、該電子書作者獲得版權收益0.4元、該電子書的制作工人獲得勞動報酬0.3元等等。與此同時，和該本電子書相關的所有人都可以同時知道該電子書已被用戶下載使用，可以為各自下一步的行動做好準備。此外，區塊鏈還可以準確記錄不同作者的創作貢獻［17］，精準的費用分配及實時支付也可以激發資源生產者的積極性［18］，繼續生產出高質量的信息資源供用戶使用。

5.5 服務方面

5.5.1 個性化、定制化服務流行

區塊鏈技術和人工智能、物聯網等新技術融合發展后，圖書館將變得更加智能化、智慧化。圖書館智能設備將從用戶屬性、用戶行為、用戶內容及用戶評價等要素著手，深度挖掘、識別用戶的需求，從而基于用戶需求提供更加個性化的信息服務。用戶可以不需要和圖書館及館員有任何接觸，通過智能設備及接收終端定制自己所需的服務，比如涉及個人隱私的健康信息查詢服務、某種疾病的癥狀及治療方法在線咨詢等。

5.5.2 服務體驗大幅提升

由于各種新技術及智能設備的普及使用，用戶獲取資源和服務不再受到時空的場景制約，無論身處何方都可以精準、快速、便捷地獲取其所需的信息，其用戶體驗將得到大幅度的提升。尤其是區塊鏈提供的去中心化、開放性、匿名性等技術支撐，避免了用戶進行各種身份認證帶來的時間消耗、心理厭煩等不愉快的體驗。愉悅的服務體驗，將能提升圖書館用戶的黏性、滿意度及忠誠度，使用戶成為圖書館的忠實擁躉。

6 結語

區塊鏈技術在新的技術革命和產業變革中起到了重要的作用，將在建設網絡強國、發展數據經濟、促進經濟社會發展等方面發揮巨大的作用。在不久的將來，區塊鏈技術將能構建面向個人和企業的公平、客觀、透明的信用信息記錄和評價體系，為構建誠信社會提供信息基礎［19］。屆時，世界將迎來一個分布式自律型的社會，分布式自律型圖書館也將隨之出現，這將對圖書館界產生顛覆性的影響。圖書館應緊跟新技術發展的步伐，充分利用新技術重構圖書館的資源與服務體系，深層次煥發圖書館的活力，促進圖書館的可持續發展。