智慧圖書館區塊鏈版權管理系統構建及探析*

張 煒，肖慧琛，魏 青

（中國國家圖書館，北京 100081）

1 引言

2021 年3 月，第十三屆全國人大四次會議通過的《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035 年遠景目標綱要》明確要求積極發展智慧圖書館［1］。隨后，文化和旅游部、國家發展改革委、財政部聯合印發《關于推動公共文化服務高質量發展的意見》，明確提出要“加強智慧圖書館體系建設，建立覆蓋全國的圖書館智慧服務和管理架構”［2］。文化和旅游部有關專項規劃也對全國智慧圖書館體系建設做出了專門部署。智慧圖書館成為建設數字經濟、數字社會、數字政府，以數字化轉型整體驅動生產方式、生活方式和治理方式變革的一項重要內容，智慧圖書館體系建設也成為全國圖書館轉型的重要發展方向。

隨著現代信息科技的快速發展，特別是大數據、區塊鏈、5G、人工智能等先進技術在知識信息服務領域的推廣應用，圖書館事業加速進入智慧化轉型的新階段。21世紀以來，網絡化、數字化帶給圖書館革命性變化之一是圖書館知識資源主權的異化［3］，因此，在建設智慧圖書館體系時，重點需要考慮如何利用新興技術進一步提升圖書館在讀者和知識之間的橋梁作用，在滿足讀者快速獲取知識資源的同時,在法律框架下保障并實現內容和服務的合法性、精準性和便捷性,包括:在智慧圖書館業務管理層面，聯通出版商、服務供應商、數據庫商、系統集成商組成的數字內容產業鏈和個人著作權人等知識資源的權利方；在智慧圖書館服務層面，面向讀者精準推送并送達知識資源，解決由于技術能力限制、版權生態圈不完善造成的版權壁壘困境，促進知識資源合法合理開放。在解決版權問題的基礎之上，圖書館可以根據資源建設目標，從多元角度拓展圖書館資源建設體系［4］。

在互聯網時代，對版權的創造、保護、運營和管理，是文化產業的核心資產和生命線。在以往數字圖書館建設階段，圖書館版權管理的痛點主要有:版權確權難及權利歸屬模糊,版權交易與授權不順暢,版權維權和溯源難度大,數字資源版權缺乏有效管理和應用。正在開展的智慧圖書館體系建設，將利用區塊鏈技術的分布式管理、公開透明、自治性、不可篡改、可追溯性等特性，解決數字版權管理技術的現實難題，實現版權確權、授權、交易和維權，促使版權合法流通。

國家圖書館基于區塊鏈技術建設的版權管理系統，以技術突破與創新為導向，堅持智慧建設模式，系統支持為用戶提供多種類型資源的版權信息登記，支持用戶自主進行版權捐贈和權利流轉。在對海量版權信息數據進行高效管理的同時，保證了數據的唯一性、安全性和可溯源性，打通了權利人和圖書館之間、全國各級圖書館之間版權信息的通道，系統也是圖書館行業在新技術條件下向智慧圖書館轉型升級做出探索性創新，將為“十四五”期間全國智慧圖書館體系的建設提供有效經驗。

2 區塊鏈技術在相關領域中的版權管理應用現狀

區塊鏈是以比特幣為代表的數字加密貨幣體系的核心支撐技術，是由加密算法、點對點傳輸、共識機制、分布式存儲等計算機技術相結合的新型應用技術。版權管理是區塊鏈技術運用的一大主要場景，主要體現在版權確權、侵權存證、舉證維權、數字版權內容全方位追溯、數字版權交易結算透明化等方面。

自2014 年起，國外基于區塊鏈技術的相關版權應用平臺如雨后春筍般涌現，主要集中在音樂、影視、攝影、設計等領域。如LBRY、Ujo Music、VOISE是目前國外音樂發行的三大最佳區塊鏈服務平臺，音樂家通過平臺發行歌曲，收聽音樂的用戶在平臺付費，后臺向相關權利人自動付費。位于紐約的Singular DTV 是全球首個區塊鏈影視娛樂平臺，基于以太坊區塊鏈技術，創作者通過智能合約實現作品的版權與權益管理、項目眾籌和P2P發行。位于舊金山的Binded 致力于為攝影師、平面設計師等權利人提供基于區塊鏈技術的作品版權登記和存證，通過AI 人工智能技術為作品創建獨特指紋?；趨^塊鏈技術的版權應用平臺重塑了不同行業的生態系統，解決了版權授權與管理、版權費用支付、盜版等過去長期難以解決的痛點，甚至引入具有當今時代特點的“眾籌”，為小眾音樂家、影視創作者提供脫穎而出的平臺與資金。

在我國，基于區塊鏈技術的版權應用愈加受到重視。國家新聞出版署于2021年2月發布42家出版行業科技與標準重點實驗室的名單，其中有8家與區塊鏈+數字版權相關［5］。在國家互聯網信息辦公室關于發布第五批境內區塊鏈信息服務備案編號的公告中已受理登記的區塊鏈數字版權保護與交易平臺有10個左右［6］。當前較有特色的區塊鏈版權平臺有“中國藝術品登記認證系統”“優版權”“一點存”“百度超級鏈”和“天平鏈”?！爸袊囆g品登記認證系統”由中國藝術品數據中心推出，采用區塊鏈技術和AI人工智能技術，實現藝術家注冊認證、作品登記認證、作品管理分享、AI 智能對比識別的藝術品信息化認證管理新模式，為行業發展提供全面有效的版權和數據支撐。據其官網發布信息，已累計為2 390名藝術家提供作品認證服務，認證作品35 320幅，協助藝術家售出作品28 210幅，且該數值還在持續增長［7］?！皟灠鏅唷崩脜^塊鏈分布式存儲，為用戶作品存證提供云服務與區塊鏈技術的結合，打造“信息雙重存儲”模式，提高用戶信息存儲的安全性與效率，能夠確保存證取證內容得到司法與互聯網法院的認可并直接作為證據使用?！耙稽c存”作為基于“至信鏈”的區塊鏈移動存證微信小程序，以微信為載體，以輕量化、免安裝的小程序為平臺，搭載人臉識別、騰訊云存儲、“至信鏈”區塊鏈存證等技術，實現用戶快速訪問、快速認證，可在線完成電子證據的存儲與證明書的出具。“百度超級鏈”通過為內容平臺的原創作者頒發區塊鏈版權存證證書，使其創作的文章、視頻、圖片等內容在存證上鏈的同時，對接全國上百家法院，同步至司法存證系統，為數百萬創作者提供原創作品版權保護服務，存證量已經過億。除商用以外，區塊鏈技術在司法審判實踐中也得到有效應用。北京互聯網法院“聯合北京市高院、司法鑒定中心、公證處等司法機構，以及行業組織、大型央企、大型金融機構、大型互聯網平臺等20 家單位作為節點共同組建了‘天平鏈’。天平鏈于2018年9月9日上線運行。通過利用區塊鏈本身技術特點以及制定應用接入技術及管理規范，實現了電子證據的可信存證、高效驗證，降低了當事人的維權成本，提升了法官采信電子證據的效率。截至目前，已經吸引了來自技術服務、應用服務、知識產權、金融交易等9 類23 家應用單位的接入?！保?］據其網站顯示，天平鏈已有21 個區塊鏈節點，在線采集數據約7 716 萬條，存證驗證數據近2.5 萬條。據天平鏈運營單位數據顯示，截至2021年6月，天平鏈的跨鏈存證數據量已達數億條，涉及案件審理1 500多件［9］。2019年10 月，北京市互聯網法院采用區塊鏈智能合約技術實現“一鍵立案”，將區塊鏈智能合約嵌入調解書案件中，區塊鏈的各級節點建設可以實現數據的驗證存儲，而智能合約可以實現一鍵執行立案，極大地提高了法官的審判效率。

由此可見，區塊鏈技術在國內外版權管理應用已初具規模，在我國司法實踐中的應用充分說明其基礎技術已經比較成熟，其法律效力得到國家認可。因此，在建設智慧圖書館體系中大規模應用區塊鏈技術是大勢所趨，也是必然選擇。

3 基于區塊鏈技術的國家圖書館版權管理系統建設

基于區塊鏈技術的國家圖書館版權管理系統建設已經完成，并在全國有條件的圖書館開展試用。該系統以版權存證與版權捐贈為核心功能，利用數字DNA 算法為作品提供原創性證明，通過智能合約技術實現自主的作品版權捐贈，基于鏈上數據的可追溯性和不可篡改性保障版權信息的安全可靠。

3.1 系統總體技術架構

如圖1所示，國家圖書館基于區塊鏈技術的版權管理系統的整體技術架構以鏈為區分，分為鏈下客戶端層與鏈上區塊鏈層。

圖1 國家圖書館基于區塊鏈技術的版權管理系統總體技術架構

3.1.1 鏈下客戶端層

鏈下客戶端主要用于管理對象數據、版權信息等在鏈下存證的數據，數據間的真實對應關系和屬性，通過數字指紋進行驗證。鏈下客戶端層（Dapp）采取去中心化應用，用戶可以通過瀏覽器進行操作，分為業務前端與業務后臺兩部分。在業務前端界面，個人用戶與機構用戶可以進行賬戶管理、作品存證、版權交易、鏈下數據管理、版權交易查詢、捐贈證書頒發、代理捐贈、代理交易等。其中，在賬戶管理功能模塊，由系統對用戶自動頒發區塊鏈存證證書，用戶可下載使用存證證書。業務后臺是底層存儲與業務前臺的橋梁，只授權給版權管理系統的運營管理人員使用，主要進行運營維護和監督審查等業務操作。鏈下客戶端可集中在一家機構內部署，也可以按需在不同機構分別部署。

3.1.2 鏈上區塊鏈層

鏈上區塊鏈層主要用于管理區塊鏈賬本數據、版權交易信息以及聯盟鏈節點。分為智能合約層、共識層、區塊鏈賬本層、聯盟鏈節點層。智能合約層用于實現版權捐贈的自動交易，將代碼嵌入區塊鏈中，一旦觸發智能合約的條款，則系統完成交易。共識層中的共識算法和共識機制可以使分散的節點在區塊鏈網絡中高效地達成共識。區塊鏈賬本層管理區塊鏈系統的信息存儲，包括收集交易數據、生成數據區塊、對本地數據進行合法性校驗，以及將通過校驗的區塊添加到鏈上。聯盟鏈節點層用于實現特定群體成員在區塊鏈的維護治理，在聯盟內部，將多個預選節點作為記賬人，通常采用選舉方式進行權限控制，由選定的記賬節點共同決定每個區塊的生成。

鏈上區塊鏈層節點和鏈下客戶端節點可以分別獨立部署、互相不干擾。鏈上數據采用分布式存儲的形式。分布式賬本是一種在網絡成員之間共享、復制和同步的數據庫，用于記錄網絡參與者之間的交易，如資產或數據的交換。鏈上數據主要有作品存證信息與版權交易存證信息等核心信息，如交易的參與者、作品的數字指紋和存證的時間戳等。聯盟鏈由屬于不同機構的不同節點相互作用而組成，采用分布式賬本的模式來記錄數據，數據通過業務平臺提交至鏈上的合約層進行處理，再經共識層確認后，分布式完成區塊鏈記賬。通過區塊鏈的賬本功能，充分實現并保障了系統中所有資產在捐贈交易過程中的安全性和有效性。

3.2 系統功能設計

如圖2所示，基于區塊鏈技術的版權管理系統按照業務流程進行模塊化設計，包括用戶管理、版權存證、捐贈交易、信息檢索和審核管理。

圖2 基于區塊鏈技術的國家圖書館版權管理系統功能模塊

用戶管理模塊負責對用戶信息進行統一管理，用戶的角色分為個人用戶和機構用戶兩類，在功能上包括用戶注冊、用戶登錄和信息更改。版權存證模塊可以實現對用戶原創作品的版權登記，用戶首先要登記作品的基本信息和版權信息，再上傳作品對象數據，系統自動對該作品在系統內部進行相似性比對，比對后，如果無相同作品，系統則賦予該作品唯一的數字指紋區塊鏈碼，并自動生成存證證書。捐贈交易模塊提供用戶之間的版權交易，個人用戶與機構用戶均可對自己所屬的作品發起捐贈，機構用戶還可以通過站內信的方式對感興趣的作品向權利人主動提出捐贈的申請，作品權利人對捐贈申請可以做出接受或者拒絕的表示。信息檢索模塊可以查詢系統內所有作品的詳情，還可以查詢某一作品的存證版權信息以及捐贈交易信息。審核管理模塊主要用于對用戶進行管理、存證審核、捐贈交易監管。用戶管理、版權存證和捐贈交易是系統的核心業務模塊。

3.2.1 用戶管理模塊

用戶管理模塊主要對用戶信息進行統一管理。用戶類型分為自然人個人用戶與組織機構用戶兩類。經過注冊，用戶可以進行登錄、瀏覽、查詢操作。只有實名認證后的用戶才能進行資源存證、捐贈申請、捐贈受理等操作。如圖3所示，個人用戶填寫真實姓名與身份證號，提交實名認證，機構用戶需上傳機構相關證明材料（如營業執照、含統一社會信用代碼的事業單位法人證書等），由運營平臺進行人工審核認證。認證通過后，平臺將調用區塊鏈接口，正式在區塊鏈中創建具有唯一性的區塊鏈賬戶，并返回注冊用戶在區塊鏈中的唯一用戶證書和用戶信息相關密鑰數據，供注冊用戶在運營平臺后續的作品認證、捐贈交易等環節中使用。

圖3 注冊業務流程

3.2.2 版權存證模塊

版權存證模塊用于實現用戶對自己原創作品的登記確權、作品提交，版權存證登記必須由實名注冊后的個人用戶和機構用戶發起(見圖4)。用戶存證登記時，須上傳存證資源，即作品的對象數據，同時聲明自己所擁有作品的權利獲得方式、權利范圍、權利內容等版權信息，并填寫作品的基本描述信息。

圖4 版權存證業務流程

基于區塊鏈技術的版權管理系統會根據用戶上傳存證資源的數字內容進行原創性證明，系統將采用哈希算法（Hash）自動生成該作品唯一的數據指紋，同時基于系統數據庫中已存證的作品進行查重校驗。對作品進行內容校驗的目的是防止同一部作品被多次登記，如果數據庫中已存在相同的作品，則中止存證流程。內容校驗通過后，則開始進入存證審核流程。所有登記作品的存證審核，可由平臺運營管理方進行人工監管。審核通過后，平臺將根據上傳作品的數據生成存證數據，同時調用區塊鏈接口，自動進行區塊鏈資源存證操作。業務前臺根據區塊鏈返回的證書信息和區塊碼密鑰信息，為用戶頒發作品存證證書，并提供存證證書下載服務。

存證模塊不僅支持單個作品登記存證，而且支持批量作品的登記存證。批量作品登記存證的權限可以由系統管理員分配給機構用戶。批量上傳數據以Excel表格形式上傳，模板須以資源種類為單位獨立創建，如視頻類、圖片類等分別對應不同的模板，對象文件以ZIP 壓縮包的方式批量上傳。

3.2.3 版權捐贈模塊

版權捐贈模塊體現了智能合約環境下用戶和機構之間的版權捐贈交易。版權捐贈的交易操作可分為用戶主動捐贈版權和機構申請獲取版權兩種方式（見圖5）。

圖5 版權捐贈流程分析

（1）用戶主動捐贈版權。用戶在自主選擇了計劃捐贈的作品和受贈機構之后，點擊系統中的發起捐贈功能，受贈機構將以站內信形式在系統中收到捐贈申請的郵件，受贈機構可以選擇同意或拒絕，若同意捐贈申請則完成一次捐贈交易，系統將為本次捐贈行為生成捐贈證書。為了保證系統捐贈交易的可靠性和安全性，系統對可以進行捐贈的資源進行了限制，即用戶必須存證審核通過資源才能發起捐贈行為。用戶發起一次捐贈交易時，只能選擇一家受贈機構，該受贈機構必須在系統中已經注冊且通過實名認證。

（2）機構申請獲取版權。機構用戶可以對系統內已存在的作品的權利人發起要求獲取版權的申請。如果作品的權利人同意捐贈，要在捐贈申請頁面中進一步明確授權范圍、授權時間等內容，捐贈成立后獲得平臺頒發的捐贈證書。如果作品的權利人不同意捐贈，則在捐贈申請中選擇拒絕，也可以不予答復。

3.3 系統性能描述

為了面向用戶提供更好的使用體驗與數據安全保障，基于區塊鏈技術的版權管理系統不僅重視用戶對功能的需求，更關注系統性能。

（1）靈活性。在系統中進行登記存證的資源種類非常多樣，包括圖書、文章、圖片、音頻、視頻、系統、口述史料、手稿、書畫、照片、海報等。因此，要求系統必須具有靈活性，系統支持對作品信息登記字段配置與字段數量進行擴展。

（2）聯盟性。系統中登記的作品來源與版權交易涉及眾多主體，從主體的組成來看，可以理解成一個聯盟，在授權允許的前提之下，所有資源在聯盟間可以互相流轉。

（3）開放性。充分考慮到系統和數據的開放性，可以接口形式實現與第三方系統進行數據交互。

（4）安全性。以安全為前提,系統對業務與區塊鏈進行了分層，區塊鏈主要解決底層核心數據交互、存證交易證書管理、數據事務有效性查驗、業務關鍵數據賬本分發等，能夠較好地解決區塊鏈交易數據過于龐大導致節點賬本數據分發冗余的問題。分層的優勢是有效解決技術擴展問題，保障數據的安全性和易用性。

（5）高并發性。系統具有高并發性，采用區塊鏈動態存儲技術、共識機制模式與執行并行處理相結合，可用于多個聯盟鏈上的節點并發處理數據，適合在全國智慧圖書館建設中開展大規模應用。

基于區塊鏈技術開發的版權管理系統具有鮮明的互聯網新技術特性，不僅有效解決了原有數字環境下圖書館版權管理中的痛點，而且實現智慧圖書館建設階段版權管理的良性循環，從而最終真正帶來版權管理質的提升和飛躍。

4 關于智慧圖書館基于區塊鏈技術版權管理平臺的思考

區塊鏈作為互聯網環境下一項顛覆性技術，其開放、共享、智能的技術理念深度契合數字圖書館公共文化服務時代性、創新性、開放性的特征［10］。作為智慧圖書館的試點項目，區塊鏈版權系統的應用和進一步完善，也必將成為全國大規模智慧圖書館體系建設的有力抓手和工作落腳點。

首先，以區塊鏈版權管理系統為依托，將進一步構建并形成全行業強大可信的聯盟鏈。在智慧圖書館體系建設中，圖書館需要有新的“信息共享的基礎和環境，突破體制和機制的障礙，實現信息互聯共享基礎上的深度協同”［11］。區塊鏈版權管理系統的去中心化、分布式部署、不可篡改、非對稱加密、共識機制等特性正好對應智慧圖書館從信息生產到共享使用整個過程中的需求點［12］。各級公共圖書館借助本系統建設并形成區塊鏈聯盟，實現在資源管理、版權管理、信息保護、知識構建等方面的數據共享，同時協同聯盟鏈中的其他公共圖書館開放數據集、開放數據模型、版權信息等內容，最終實現圖書館界對多元知識內容的集成管理、關聯組織、整合發現與智慧化管理及服務。

其次，區塊鏈版權管理系統將進一步構建并豐富圖書館新的多元化的資源獲取模式。在權利人和圖書館之間建立一條有效通道，打破資源獲取的版權壁壘，形成與著作權人的良性互動關系，打造全新版權生態系統。在傳統的版權產業鏈條內，圖書館極少直接參與到版權運營環節之中，未來，版權生態系統的主導者將成為著作權人與使用方，區塊鏈技術將權利人放在產業模式的中心位置，為知識產權的創造者提供一個公平分享價值的平臺［13］。將區塊鏈技術應用到傳統方式難以處理的異構數據資源時，在登記、查詢、追蹤、維權等流程，有利于增強便利性與安全性［14］?；趨^塊鏈的版權管理系統將構建一種以著作權人和使用方為中心的新型模式，而不再單純以出版商和數據庫商等為中心，圖書館可以同時成為版權生態鏈中的參與者與使用者，使圖書館規避版權風險，有效解決資源版權歸屬問題，從而提升圖書館為讀者提供知識服務的效率與效能。

再次，區塊鏈版權管理系統將進一步建立更高級別的數據管理應對機制。智慧圖書館的建設需要保障圖書館數據的可靠性和可用性，圖書館在資源的采購、數字化加工、整合利用、發布服務以及長期保存等環節都涉及版權問題［15］，而區塊鏈技術可以彌補可信性缺陷，通過非對稱加密技術與算法有效解決數據安全管控薄弱的問題，利用點對點技術與智能合約有效解決數據開放共享問題，實現版權數據管理和交易過程的透明化，促進管理結構扁平化。

最后，下一步更需要結合國家網絡安全體系建設，加強區塊鏈技術系統的安全保障。雖然必須破壞并攻擊全網51%以上的客戶端節點，才能夠對區塊鏈的信息安全造成威脅，但區塊鏈的安全性仍然存在一定隱患。在現代信息社會，網絡安全的重要性不言而喻。因此，無論是現階段還是未來，在區塊鏈版權管理系統的頂層設計中，數據安全將永遠作為第一位考慮的因素。下一步將通過改進底層代碼，提升存儲加密算法安全性，創建完整的數據閉環，對節點進行安全管控等數據安全策略，不斷強化和加固區塊鏈的數據安全性。同時，也要加強系統安全，保障網絡層訪問安全，保護用戶隱私。

5 結語

利用區塊鏈技術構建“以人為本”的全新的版權生態，是豐富和完善智慧圖書館館藏體系的重要抓手，也是實現優質內容傳遞主流價值的必要舉措。以版權保護為基礎，借助區塊鏈“去中心化的數據存儲、不可篡改的鏈式結構，以及共同記錄鏈上信息的賬本明細、良好的信息安全保障和賦予自動執行能力的智能合約”［16］，解決作品在生產、管理和傳播等全生命周期流程中出現的確權、確質、交換問題，為重構版權流通提供了全新的技術環境，加速推進了圖書館行業的良性發展，營造了良好的版權新生態。