基于區塊鏈技術的圖書館智慧微服務研究

賈竹青

關鍵詞：區塊鏈技術;圖書館;智慧微服務;功能體系

摘 要：作為一項顛覆性新技術，區塊鏈技術在圖書館打造智慧服務的過程中發揮了非常關鍵的作用。文章分析了圖書館智慧微服務的相關功能，嘗試利用區塊鏈技術構建全新的圖書館智慧微服務功能體系。

中圖分類號：G250文獻標識碼：A文章編號：1003-1588（2021）03-0108-03

1 背景

區塊鏈技術是大數據、人工智能、云計算等先進技術之后的又一重要技術，其誕生源于比特幣的開發，但此前并未引發學界重視。直至2015年，Linux基金會提出要開啟Hyperledger開源區塊鏈項目，從而更好地將區塊鏈技術應用到各個行業中，區塊鏈技術由此逐漸進入普羅大眾的視野。我國于2016年年底發布了《中國區塊鏈技術和應用發展白皮書》，肯定了區塊鏈技術的意義和應用前景，并表示將予以政策支持。此后一年，騰訊捷足先登發布了可信區塊鏈平臺TrustSQL，其目的在于將區塊鏈應用于企業發展。目前，區塊鏈技術不僅引起了國家相關部門的重視，同時，作為一種全新的塊鏈式數據結構，其應用場景越來越豐富，也衍生出了許多新的應用形式，正在逐漸改變人們的生產、生活方式。對于圖書館而言，區塊鏈技術可以加快推進圖書館實現智能化和智慧化，推動文獻資源的快速、便捷共享，充分滿足用戶的多元化需求，為圖書館智慧微服務提供了堅實的技術支撐。

2 區塊鏈技術的概念和特征

2.1 區塊鏈技術的概念

區塊鏈技術（BlockChain）的提出者是本聰，他于2008年首次闡述了區塊鏈的基本內容。但是，直至今日，學術界對于區塊鏈技術的概念依然沒有形成公認的定義。部分知識網站將區塊鏈技術論述為比特幣衍生出的加密貨幣序列交易的數據庫技術，我國有學者將區塊鏈技術定義為可以記錄數據的一種方式和結構。也有研究人員將區塊鏈技術定義為一種按照時間順序將數據區塊以鏈條的方式組合成特定數據結構，并以密碼學方式保證不可篡改和不可偽造的去中心化共享總賬，其特點是存儲更加便捷、安全，數據之間的聯系更加緊密，系統內部的安全驗證更加可靠。還有學者從廣義角度給區塊鏈技術下定義，他們認為區塊鏈技術其實是一種利用加密鏈式區塊結構驗證與存儲數據、利用分布式節點共識算法生成和更新數據、利用自動化腳本代碼（智能合約）編程和操作數據的一種全新的去中心化基礎架構與分布式計算范式。

筆者認為，區塊鏈技術之所以能夠得到廣泛認可和應用，其主要原因在于其不單純利用某一種技術，而是將包括加密算法、P2P文件傳輸在內的多種全新技術進行融合，從而打造出一種集記錄、傳遞、存儲、利用于一體的新技術。

2.2 區塊鏈技術的特征

區塊鏈技術具有諸多優勢，同時也具備多種特征，其中比較核心的特征是去中心化、共識機制、時間戳技術等。

2.2.1 去中心化。區塊鏈技術不像其他技術，沒有特定的數據中心進行管制，對數據的記錄和存儲權限分散于多個節點，且每一個節點之間的地位是平等的，彼此不是邊緣與中心的關系，而是平等的網狀分布。在數據的驗證、管理、應用過程中，如果某一個節點出現問題，并不會影響數據的整體運行，從而保證了系統的穩定和安全。

2.2.2 共識機制。區塊鏈技術通常使用開源算法，該算法的優勢在于運行過程更加透明化。系統的每一個節點都可以實現快速數據交換，保持更便捷的數據交換路徑，其原因在于共識機制下的數據交換不需要相互信任，但只要產生交易，相關情況就會被詳細記錄下來，因此數據被第三方惡意操控、篡改的可能性幾乎為零，從而確保數據信息的真實性和安全性。

2.2.3 時間戳技術。時間戳技術進一步保證了數據信息的可追溯性，同時，其數據分布在網狀結構的每一個節點，只要修改的數據總量沒有達到所有數據的50%，數據就處于安全、不可篡改的狀態。由于區塊鏈系統隨時保持開放，用戶可以通過公開的接口查詢相關數據，但查詢過程要進行數字簽名認證，既保證了數據的公開透明，又安全可靠。

綜上所述，區塊鏈技術越成熟，其應用范圍就會越廣泛。對于圖書館而言，區塊鏈技術為所有用戶提供了一種便捷獲取資源的方式，同時也為圖書館提供了一種數據管理的新方法，促使圖書館智慧微服務實現新變革，探索更加可行、有效的服務新模式。

3 區塊鏈技術應用于圖書館智慧微服務的可用性和可行性分析

3.1 區塊鏈技術的可用性

圖書館的各類資源內容豐富，服務的用戶也多種多樣，智慧微服務的目的在于通過智慧化的服務理念和形式，為不同用戶提供數量豐富、類型多樣、及時便捷、針對性強的文獻資源，因此，圖書館結合不同用戶群體，需要解決的重點問題是多樣性問題。區塊鏈技術去中心化的管制方式為圖書館的智慧微服務體系構建解決了基礎層技術問題。具體而言，圖書館在提供智慧微服務時，可以將用戶線上閱讀終端數據、圖書館門禁系統數據、射頻識別系統數據等信息進行有效記錄。同時，圖書館應用區塊鏈技術，用戶的基本信息、隱私管理、數據安全、數據價值等各種要素信息都能被詳細記錄下來。這些收集而來的數據被納入區塊鏈數據網中的某一個節點，從而實現數據的整理、分析、篩選、利用，使真正符合用戶需求且具有較高價值的文獻數據流向更高的數據區域，最終實現圖書館智慧微服務功能的個性化，加速實現圖書館資源利用的最優化。

3.2 區塊鏈技術的可行性

圖書館提供智慧微服務也會面臨一系列的問題，應用區塊鏈技術解決這些問題具有可行性：一是區塊鏈技術去中心化的特點契合智慧微服務需要處理非結構化數據信息的要求。區塊鏈技術的共識機制也為智慧微服務的用戶提供了一個可以分享信息、共建資源、傳播思想的平臺。二是時間戳所存儲的數據更加穩定、可追溯，用戶不僅能夠快速得到想要的文獻資源，也方便了用戶之間的信息交流。三是大數據、物聯網、云計算等技術在圖書館服務方面得到了綜合應用，同時也帶來了隱私暴露、數據泄露等問題。區塊鏈技術可以更加準確、全面、科學地界定用戶隱私數據和非隱私數據，在存儲數據的過程中利用節點儲存、權限均等的原理，促使采集的數據是圖書館真正需要利用的數據，避免過度收集用戶數據，使用戶數據更加安全，服務更有針對性。

4 基于區塊鏈技術的圖書館智慧微服務體系分析

圖書館要想更好地提供智慧微服務，先要有豐富的文獻資源，因此，基于區塊鏈技術的圖書館智慧微服務應將資源數據作為建設的重點之一。筆者認為，圖書館資源數據可被細分為文獻數據、用戶數據、業務數據三大塊。整個區塊鏈技術下的圖書館智慧微服務功能體系包括基礎設施層、數據控制層、數據網絡層、個性應用層，在各個層級之間依靠區塊鏈技術實現資源的高效組織，達到數據的穩定控制、網絡的快速連接，滿足用戶的信息需求，確保信息數據的安全，實現資源共享。

4.1 基礎設施層

4.1.1 配備基礎性軟硬件?；A設施層主要提供智慧微服務所需的基本的軟硬件，也是體系的基本保障。在基礎設施層，圖書館需要構建智慧計算中心，在硬件方面引入分布式服務器等相關設備，從而為區塊鏈技術的應用奠定設備基礎;在軟件方面主要通過備份軟件設備存儲所需的數據和文獻。

4.1.2 應用網絡系統及物聯網。網絡系統主要為區塊鏈技術的節點網絡提供通信支持，最終實現區塊之間的交易、查詢、傳輸無障礙、快響應。圖書館還應配合應用物聯網技術，依靠RFID、身份識別、無線傳感設備等技術和設施，收集和上傳用戶的相關信息和行為數據，依靠區塊鏈分布式管控，為圖書館智慧微服務提供源源不斷的信息數據，為智慧微服務滿足用戶動態需求提供及時參考和推送指引。

4.2 數據控制層

4.2.1 精準控制用戶資源。區塊鏈技術對資源的控制更加精準，區塊鏈技術去中心化的特征使圖書館在利用區塊鏈技術后能夠根據不同用戶的需求及時公開用戶所需的資源區塊，既保證了用戶能高效利用文獻資源，也確保了用戶獲取信息的便利性。

4.2.2 保證用戶信息安全。智慧微服務數據控制過程充分利用區塊鏈技術中的去中心化特征，將用戶的所有信息和數據納入加密系統，同時區分不同用戶群體，有針對性地公開區塊節點上的數據，確保用戶數據和資源數據安全可靠。

4.2.3 保障網絡數據安全。智慧微服務將網絡技術視為關鍵技術，網絡學習是智慧微服務的重要形式和途徑，用戶通過網絡學習獲得圖書館提供的各類資源和知識，其中產生的學習數據、管理數據、交流數據等都會成為網絡數據的一部分。區塊鏈技術中的時間戳技術綜合應用分布式管理，不同節點之間可互換模式，徹底解決數據容易被篡改、用戶資源難以得到有效保障等問題。

4.3 數據網絡層

4.3.1 實現數據統一管理。圖書館智慧微服務功能體系中的服務內容較多，且種類復雜，對資源推送的速度有一定的要求。區塊鏈技術下的數據層對資源的存儲和管理方式進行了改良，具體表現為對異構資源進行互動性傳輸和應用，同時為圖書館智慧微服務打造集合區塊結構、鏈式結構、交易結構的數字簽名系統。區塊結構的作用是收集所有用戶在圖書館留下的信息，并定期轉化為節點數據，在區塊鏈上進行布置。交易結構則針對用戶與圖書館之間的信息交互過程中產生的地址信息、數據索引值、哈希值等進行簽名認證，從而確保了交易過程能夠完整留下痕跡并被詳細記錄下來，保證圖書館智慧微服務能夠滿足不同用戶的資源需求。

4.3.2 提升網絡可擴展性。區塊鏈技術背景下，圖書館智慧微服務的服務框架采用的網絡架構包括路由機制、共識機制、傳播機制和校驗機制，這些機制的綜合應用形成了一套擴展性更好的網絡服務流程。應用這套網絡服務機制，圖書館用戶在享受智慧微服務時，中心化的特征將被大大削弱，圖書館與用戶之間不再是單向輸出和傳播，而是變成相互交流的雙向互動機制。每個節點的數據之間采用平等、獨立的交互機制，傳播過程更具信任度。校驗環節通過區塊交易數據驗證，從而更加便捷、安全，最終提升圖書館智慧微服務網絡資源的利用率，解決了資源無效傳輸導致的浪費問題。

4.4 個性應用層

4.4.1 為用戶提供獨立服務區塊。智慧微服務體系下，圖書館要為用戶提供個性化服務，可以依靠區塊鏈技術打造集感知、定制、推送、隱私于一體的智慧型線上服務項目。每個用戶獨立應用一個區塊鏈節點，避免了用戶數據和服務資源之間的重疊和消耗，為用戶提供了獨立、豐富、便捷的模塊微服務。此外，區塊鏈技術能夠促使圖書館結合用戶個人的喜好、習慣定制和推送信息，實現智慧微服務的個性化。

4.4.2 為用戶提供自主化管理。傳統圖書館服務管理需要用戶進行注冊，用戶注冊后的登錄、學習、交流等數據都需要經過管理系統后臺才能實現，既浪費了服務資源，又降低了服務響應速度。區塊鏈技術應用于圖書館智慧微服務后，將對基礎設備收集的數據進行再分析、再處理，交由區塊節點儲存后通過雙向交互功能授予用戶自主管理權限，用戶的注冊、登錄、學習、互動等環節可由用戶自主操作，數據不再經過圖書館管理系統后臺，可打造全新的智慧微服務管理方式。

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（編校：崔 萌）