區塊鏈技術驅動的數字圖書館管理模式創新研究

李菲菲

（廣州圖書館，廣東 廣州 510623）

區塊鏈是將數據區塊按照時間序列進行連接，借助加密技術保障數據不可篡改的鏈式數據結構。區塊鏈融合了點對點傳輸、密碼學、分布式存儲、數字簽名等技術，被稱為計算機領域的新型應用模式，將推動各行各業的深刻變革，引領信息互聯網向價值互聯網邁進。作為去中心化的分布式賬本，區塊鏈中的每一個區塊鏈都包含一次交易信息，便于追根溯源，若對其中某個數據塊進行修改，必須修改所有依序連接的非對稱加密數據塊，這就提高了數據存儲的安全性。當前區塊鏈被廣泛應用于政務、醫療、金融等眾多領域，解決了信息不可追溯、傳輸效率低等問題，優化了多個領域的用戶服務體驗[1]。2016 年我國工信部發布《中國區塊鏈技術和應用發展的白皮書》；2017 年深圳蛇口自貿區成立國內首家“區塊鏈”主題圖書館；2019 年南昌市成立國內首個區塊鏈學院。互聯網時代多樣化的信息紛至沓來，各類信息搜索方式和文獻存儲平臺，給用戶獲取信息提供了便利，也對圖書館傳統的管理方式提出了挑戰。區塊鏈技術在數字圖書館的應用，為圖書館重塑空間形態、管理機制、服務手段等提供了條件，有利于解決信息流通領域監管盲點、隱私泄露、知識產權保護等方面的問題，促使數字圖書館向智慧化方向發展。

1 現階段數字圖書館管理方面存在的問題

1.1 空間利用問題

互聯網環境下數字化資源在館藏資源中所占的比重日益增大，數字圖書館采購數字化資源和建設專題數據庫，所需投入的成本也在逐步增加。而為了滿足科研用戶等特殊群體的需求，數字圖書館依然需要采購紙質文獻資源，并根據需要擴增館舍空間。在這樣的管理模式下，圖書館一方面需要做好紙質資源管理工作，合理規劃利用物理空間，另一方面需要做好數字化資源整合工作，借助多種數字化工具適時擴充數字化空間。目前很多圖書館處于數字化建設探索階段，在數字化空間建設方面經驗不足，無法很好地采集和利用數字化資源。加上現有物理空間有限，若一味地增加館藏資源儲備，勢必會影響用戶對閱覽室、多媒體室、休閑區等空間的使用需求。

1.2 資源建設問題

圖書館利用數字化技術對館藏資源進行處理，將紙質資源轉化為電子化資源，集中存儲于云服務平臺，并利用數字媒體進行傳播推廣，這是館藏資源數字化建設的必要程序。然而數字圖書館資源管理存在諸多安全隱患，表現在服務系統容易遭受黑客入侵，管理人員若操作不當也容易導致數據丟失。部分圖書館基礎設施建設相對滯后，既有的配套設施無法滿足數字化管理的要求，難以對館藏資源進行高效整合處理，對數據的描述、挖掘不夠充分，不能發現多種數據之間存在的關聯，無法保障信息服務的專業性。在數字化資源傳輸階段，若缺乏必要的加密技術和防護措施，極易引發侵犯版權、數據泄露等風險，直接影響到信息服務的有效性[2]。

1.3 人員管理問題

近年來，圖書館界加快了數字化建設進程，在數據挖掘、數字參考咨詢等方面取得了進步，但總體而言其廣度、深度還不夠。國家科學圖書館館長張曉林教授指出，如今的數字圖書館模式依然是對傳統圖書館的延伸，是傳統服務能力的簡單提升。數字圖書館的建設與發展，不僅需要現代化技術支持，也需要做好人員管理工作。目前很多圖書館囿于傳統體制，管理理念和方式落后，專業技術人才不足，管理效能偏低。部分圖書館疏于對館員進行技能培訓，導致工作人員無法合理利用館藏資源，對新型技術的了解不夠，不能平衡紙質資源和數字資源管理之間的關系，導致紙質資源閑置，電子化資源管理無序[3]。尤其是知識經濟時代，圖書館用戶對知識的渴求更加強烈，對圖書館服務的專業性提出更高的要求，如何全面掌握用戶個性化需求，從海量數據中準確獲取有價值的信息，這對圖書館而言是一個挑戰。

2 數字圖書館管理中引入區塊鏈技術的必要性

網絡環境下，用戶更容易參與到圖書館管理中，不再滿足于被動地接受信息，而成為主動的參與者，這對圖書館管理與服務也提出更高的要求。數字圖書館要想擺脫傳統體制的束縛，提升整體管理水平，有必要引入區塊鏈技術。

2.1 輔助改善圖書館占用戶的信任關系

區塊鏈借助時間戳、數據加密等技術，能夠對重要信息進行加密，就如同將這些信息放在“黑匣子”中，能夠極大地提高數據存儲的準確性和傳輸的安全性，便于管理人員隨時獲取利用，有助于強化用戶對圖書館的信任感。數字圖書館可以借助區塊鏈技術，設置用戶身份驗證、點對點服務等功能，解決身份安全、數據丟失等難題，自主接收用戶提出的請求，主動為用戶提供有價值的信息。借助區塊鏈技術建立圖書館與用戶之間的智能合約，增進用戶對圖書館的認可，有利于圖書館更好地掌握用戶需求，推動與用戶之間的信任關系變革[4]。互聯網時代圖書館與用戶之間的多向信息交互，使得圖書館基礎設施建設、服務模式發生了變化，促使圖書館更加注重用戶需求，推動圖書館向數字化空間拓展，由網絡資源的被動采購者變為網絡服務的主動提供者。可以說，區塊鏈技術的引入為圖書館管理創新提供了動力，將進一步深化圖書館的數字化變革。

2.2 為數字圖書館建設提供支持

數字圖書館擁有很多計算機設備和中央處理器，倘若服務系統受到攻擊，勢必會影響到圖書館的服務效果[5]。而采用嵌入式開發的方式，將智能合約這項區塊鏈中的關鍵技術直接嵌入服務系統中，便于參與各方共同制定合理的智能合約，由于區塊鏈中各區塊上的代碼是面向各參與者公開的，合約運行后任何一方都無權篡改和控制，有助于為數字圖書館提供安全、透明、可靠的數據運行環境，確保信息傳輸的安全性和獲取的完整性，為圖書館智慧化建設提供有力支持。時間戳的應用讓各項數據可追溯，便于圖書館對館藏資源進行統一管理，保障區塊鏈中各項數據的完整性，為數字圖書館開發智能設備、優化業務系統等提供了支持，也有助于全方位提升服務系統性能。

2.3 提高數字圖書館整體管理效能

根據用戶訪問和開放對象的差異，區塊鏈可分為公有鏈、私有鏈、聯盟鏈三類[6]。區塊鏈中多個獨立的功能區塊依序連接，利用哈希函數實現不同區塊之間的響應，若修改其中某個區塊的內容，必須對所有區塊進行修改，由所有節點共同對系統信息進行備份，這有助于提高圖書館資源管理的安全性。區塊鏈具備去中心化的特點，能夠保障系統中所有節點中數據的均衡分布，讓各節點有相同的話語權，都可以獲得完整的交易信息，避免系統運行過程中信息的不對稱問題，以分布式網絡的方式全面提高信息傳輸效率。共識機制能夠在區塊鏈系統中創建對應的規則或決策信息，提高數據響應效率，保障數據傳輸安全。加密技術的應用則保護了區塊中的所有數據，為圖書館數據采集、挖掘、傳輸等提供了可靠的環境。

3 基于區塊鏈的數字圖書館信息資源管理系統設計

館藏資源建設是數字圖書館發展的基石，也是數字圖書館管理的重要內容，充分發揮區塊鏈技術的優勢，建設涵蓋館藏資源公有鏈、用戶信息私有鏈、數據分發模塊的信息管理系統，三者相輔相成，有助于創新館藏資源建設模式，確保館藏資源建設的安全性、高效性，促進優質資源共建共享，進而為用戶提供更好的服務（如圖1所示）。

圖1 數字圖書館基于區塊鏈的館藏資源管理系統架構

3.1 館藏資源公有鏈

公有鏈可隨意接入網絡節點，數據讀寫權限面向所有用戶，是完全去中心化的應用，便于參與者在線自由提交、讀寫數據等，有助于數字圖書館建設館藏資源公有鏈，集中存儲和整合館藏資源，促進優質信息的共建共享。數字圖書館設置具有分布式架構的公有鏈，能夠實現計算節點的自由部署，完全不受第三方平臺的限制，這就有助于數字圖書館與出版社、互聯網企業等之間強化協作，促進不同平臺之間資源的有效銜接，促進館藏資源的共建共享，提高紙質文獻與數字化資源管理水平。公有鏈去中心化的結構，也便于廣大用戶參與到數字圖書館管理工作中來，便于館員對用戶行為數據進行采集分析，全面掌握不同層次用戶的需求，不斷優化館藏資源管理體系[7]。

3.2 用戶信息私有鏈

私有鏈的寫入權限僅限于組織內部，具有交易速度快、完全去中心化的特點，能夠降低交易成本，避免內部節點中的信息被隨意篡改。用戶信息是數字圖書館掌握用戶需求的必要依據，有助于圖書館做好文獻采訪、資源管理和信息服務工作。數字圖書館可以建設用戶信息私有鏈，對用戶檢索、借閱、下載館藏文獻的情況進行采集，并分布存儲于相應的功能模塊中，提高用戶數據管理和利用效率。為了切實保護用戶隱私，避免用戶信息被泄露或隨意篡改，數字圖書館可以選擇性開放部分權限，利用中心機構控制數據修改權限，避免用戶信息被篡改[8]。同時數字圖書館可以借助智能合約技術，在與出版社、數據供應商等共享部分用戶信息的基礎上，有選擇性地開放用戶數據讀取權限，這樣既能夠保障與合作者共享用戶信息，也能夠保護用戶隱私。

3.3 數據分發模塊

為了提高數字圖書館服務系統的響應速度，促進用戶與內部區塊鏈之間的信息交互，有必要建構數據分發模塊，用于多方采集用戶信息，并將所獲取的用戶信息傳遞至私有鏈中進行存儲。當用戶發出服務請求后，該模塊會對用戶需求進行分析，判定請求類型，迅速采集符合用戶需求的數據，及時向用戶提供所需信息資源，并將該過程獲取的用戶信息存儲于私有鏈中。在這個過程中，館藏資源公有鏈發揮著跨平臺信息共享的作用，用戶信息私有鏈發揮著集中化數據管理的作用，而數據分發模塊不僅發揮著用戶信息采集、分析的作用，也是兩者之間的信息傳輸橋梁。

4 區塊鏈驅動的數字圖書館管理模式創新策略

區塊鏈技術的進步與廣泛應用，帶給社會各行各業深刻的影響，在數字圖書館發揮的作用也日益顯著。數字圖書館要想走出管理困境，有必要強化區塊鏈研究工作，制定科學合理的區塊鏈發展策略，占領區塊鏈技術應用的制高點，不斷創新管理服務模式，切實體現區塊鏈應用價值。

4.1 建立基于區塊鏈的數據倉儲

在全球信息交流日益密切的背景下，網絡資源數量迅速增多，人們獲取信息的成本降低，隨之而來的是需要解決信息傳輸的安全性和互信問題。數字圖書館引入區塊鏈技術，能夠建立全新的分布式數據倉儲，利用公鑰對用戶訪問館藏資源的權限進行設置，利用私鑰對單個用戶利用數字圖書館的權限進行設置，便于數字圖書館對館藏資源進行集中化管理。區塊鏈的分布式存儲以及去中心化可以使數據更安全可靠，這也有助于建立館員與用戶之間的信任關系[9]。例如，全國數字圖書館平臺就利用區塊鏈技術，打造了具有開放式界面的信息服務系統，方便館員對各類數據資源進行上傳、分析、傳輸和利用，拓展了數字圖書館既有系統的管理范圍，提高了對各類數據資源的管理效率。

4.2 制定區塊鏈應用的標準規范

目前很多國家非常重視區塊鏈的應用，正在加快開發相關的技術標準。2018 年美國圖書館就針對區塊鏈標準問題進行了在線討論。我國互聯網信息辦公室發布的《區塊鏈信息服務管理規定》中，明確提出區塊鏈行業要強化自律，建立健全行業準則和服務規范。作為數字圖書館應用的全新領域，制定區塊鏈標準和規范，是圖書館人保障區塊鏈應用效果、提升社會競爭力的有效措施。數字圖書館有必要結合既有實際，加快開發區塊鏈相關標準，制定合理的區塊鏈發展方案。如在數據倉儲運維過程中，圖書館管理者可以建立公共賬本鏈，將重要信息存儲于各時間節點上，從時間維度生成數據，這樣所有的區塊有序排列，檢索更新數據更為便利（如圖2）。借助哈希算法對數字簽名進行存儲，在交易數據運行過程中，可通過校驗簽名數據和公鑰地址有效性的方式，確保鏈上數據的真實性，提高數據倉儲的質量控制水平。

圖2 數字圖書館基于區塊鏈的數據更新過程

4.3 設置知識版權保護機制

互聯網環境下信息來源多樣，獲取信息的成本降低，增加了數字圖書館版權保護的難度。數字圖書館將區塊鏈應用于知識產權保護工作中，發揮區塊鏈不可篡改、去中心化、可追溯的特點，能夠提高館藏資源保護的有效性，減少和規避山寨產品橫行[10]。一方面，數字圖書館可以采用數字身份認證機制，對所有區塊鏈的參與者進行身份認證，結合時間戳技術記錄作品的上傳發布時間。另一方面，對于交易信息的運作流程，可借助智能合約技術進行自動記錄，確保區塊鏈上交易過程的透明化，保障用戶訪問的有效性，促進原創產品的傳播，讓創作者獲得更大的效益。此外，對于原創作品的上傳、修改、流傳等任意環節，均可加蓋時間戳，保障原創內容可追溯。在產品確權環節，可借助數字指紋提取技術保障作品原創性，借助數字簽名確定權屬，為知識產權保護提供有效證明。例如，由北京億生生網絡科技有限公司研發的“億書”平臺，具備數字產權保護、交易、出版等多種功能，能夠利用區塊鏈對原創作品進行加密，實現版權信息溯源驗證。

4.4 重視技術研發與人才培養

區塊鏈在圖書館界的應用時間不長，在實踐中還需要解決諸多難題。數字圖書館要繼續深入研究，多方采集有價值的資源，及時掌握國內外最新技術動向，為區塊鏈的應用提供充足的理論儲備。圖書館員要全面掌握區塊鏈相關知識，關注區塊鏈的行業標準設計、版權保護相關法規等，學習其他機構的先進經驗，為優化管理服務模式提供依據。同時數字圖書館要強化人才培養，制定區塊鏈相關技術人才培養計劃，開設專門的培訓課程和知識講座，提高管理人員的整體素質。此外，數字圖書館要制定科學的管理制度，定期開展績效考核，獎優罰劣，有效約束管理人員的行為，激發管理人員的工作積極性。要做好崗位設置和職能分配工作，安排懂技術、懂法律的復合型人才落實區塊鏈開發工作，確保圖書館管理工作的高效性和可持續性。

5 結語

互聯網時代區塊鏈技術的應用逐漸成為多個行業的主流，必將極大地改變社會各界的信息傳播生態。作為新興技術的代表，區塊鏈在數字圖書館的應用，有助于改變圖書館傳統的管理機制，提高館藏建設的智慧化水平。區塊鏈是圖書館界持續關注的前沿技術。2017 年美國發布的《新媒體聯盟地平線報告》中指出，區塊鏈已經被列為影響圖書館未來發展的重要技術之一。雖然國內圖書館界引入區塊鏈的時間不長，在實踐發展方面尚有欠缺，但圖書館人更應該保持對區塊鏈等新技術的敏銳嗅覺，以開放包容的姿態尋求新突破，借助區塊鏈技術深化改革現有管理模式。相信在不久的將來，區塊鏈會應用于更多服務場景中，為數字圖書館發展提供源源不斷的動力。