區塊鏈技術在公共圖書館資源共享中的應用策略研究

付少杰

關鍵詞：區塊鏈技術;公共圖書館;資源共享;數據治理

摘 要：現代科技促進了社會經濟快速發展，生產生活中的數據量快速增加，充分利用圖書館的數據資源價值有利于發揮公共圖書館的資源優勢，解決當前文化服務中存在的優質資源缺乏分散、管理費用高、安全防護水平低等問題。文章對區塊鏈技術進行了概述，提出了可在公共圖書館中應用的資源共享模式，并分析了不同模式的優缺點，同時以煙臺圖書館為例分析了當前公共圖書館資源共建共享中存在的突出問題，提出了區塊鏈技術在公共圖書館資源共享中的應用策略。

中圖分類號：G258.2 文獻標識碼：A 文章編號：1003-1588（2022）06-0031-03

區塊鏈（Block-chain）源于比特幣（Bitcoin），是互聯網時代計算機的創新應用模式，集成了數據庫、密碼學、網絡技術等多重優勢，其中基于時間戳的鏈式區塊結構、基于共識算力的經濟激勵、靈活可編程的智能合約、分布式階段的共識機制等最具創新代表性。區塊鏈技術具有去中心化、安全可信、成本低廉等突出特點，真正意義上實現了不需重要權力機構或第三方機構進行協調互動和驗證監管就能實現數據共享，為公共文化資源的共建共享提供了新思路、新方向。

1 基于區塊鏈的資源數據共享模式及優缺點分析

1.1 區塊鏈技術的特征及發展階段

區塊鏈技術具有去中心化、安全可信、公開透明、自治性、匿名性等特征：區塊鏈的去中心化指資源交易無須中心化硬件或監管機構;去信任化是采用非對稱加密技術對交易數據進行處理，保證數據不被篡改或撤銷;公開透明是每個數據節點都可對全網公開，也可通過公開接口調查，解決了資源的不對稱性難題;自治性是基于一定的規范與協議，所有節點無須人工干預[1];匿名性指區塊鏈中的交易雙方無須了解對方真實身份，僅供賬戶之間進行關聯。區塊鏈的發展經歷了三個階段：第一階段為貨幣階段，以安全分布式數據庫為主要成果，實現了貨幣的數字化和交易的去中心化;第二階段為合約階段，以分布式智能合約（Smart-Contract）數據庫為主要成果，實現了資源和市場的去中心化;第三階段為高效的組織和治理模式，實現了資源的高效共享與傳輸，形成若干區塊鏈自治組織（DAO）或區塊鏈自治公司（DAC），最終形成區塊鏈大社會[2]。當前，區塊鏈技術在公共圖書館的應用模式有公共鏈（Public Block-chain）、聯盟鏈（Consortium Block-chain）、私有鏈（Private Block-chain）等，公共鏈的開放程度最高，任何組織和個人都能加入;聯盟鏈只對特定的組織和團體開放，且經聯盟認證后才能加入;私有鏈僅對特定主體內部開放。

1.2 基于區塊鏈的信息共享模式

基于區塊鏈的信息共享模式主要分為資源積聚和資源共享兩個模塊。資源積聚是資源共享的基礎，具體表現為資源數據的存儲與組織，區塊鏈本身的鏈表式結構實現了信息的有序組織和積聚，而如何存儲成為關鍵問題。當前，資源數據以能否直接存儲于區塊為標準分為兩種存儲方式：一是將數據直接存儲在區塊里，形成資源數據鏈，這種存儲方式的特點是資源集中但無序、存儲容量不大。二是區塊僅存儲信息索引，資源數據等采用云存儲等方式，形成資源索引鏈，這種存儲方式的特點是資源分散在區塊鏈之外，檢索速度較快，但對外部存儲設備的依賴性較大[3]。區塊鏈以區塊鏈表方式實現資源數據的積聚，區塊鏈以副本形式實現資源數據共享，區塊鏈的網絡規模擴張為個人和設備提供了更多參與節點，以此為基礎形成的資源共享模式有公共鏈、聯盟鏈和私有鏈，但在公共文化資源交流中公共鏈在資源共享與交流中意義更大，聯盟鏈和私有鏈的針對性更強。公共鏈、聯盟鏈、私有鏈三種模式均有一定的封閉性，必須加入特定的區塊鏈網絡中才能獲取對應資源，因此，不同的區塊鏈只有聯結起來，才能實現主鏈與側鏈的互聯互通、自主轉換，實現不同節點之間的交流共享，其中利用到的核心聯結技術包含哈希鎖定技術（Hash-locking）、雙向錨定技術（Two-way Peg）等[4]。以雙向錨定技術為例，一條主鏈上包含若干側鏈，每條側鏈能夠對應不同的應用，實現資源的交流共享。基于雙向錨定的跨鏈資源共享模式見圖1，該共享模式一般會選擇有廣泛影響力、公認的公共鏈為主鏈，其他鏈為側鏈。

1.3 基于區塊鏈技術的資源數據共享模式優缺點分析

當前技術條件下，基于區塊鏈技術的資源數據共享系統優勢突出，但也存在較明顯的缺點。基于區塊鏈技術的資源數據共享模式與基于Web的資源數據共享模式相比，以區塊鏈技術為支撐的資源共享系統不存在固定的服務中心，每個節點均可平等分享、獲取信息，為后續電子商務C2C模式開辟了新途徑。在基于區塊鏈技術的資源數據共享中，無論是規模擴張模式還是跨鏈共享模式，資源的積聚和分享均保存了詳細記錄，用戶與服務雙方信息對等，無須中介參與就能夠實現價值傳遞，直接刺激資源數據共建共享系統的建設，且安全性與可靠性較高，消除了基于Web的資源數據共享中信息不對等造成的管理、統計、結算等障礙，但該模式與基于Web的資源數據共享相比受限于區塊大小限制，存儲空間緊張，很難滿足海量數據的存儲需求，同時限制了同步交易量，如果對區塊進行擴容，則會造成整個共享系統的負擔過重，運行速度過慢[5]。為了提升檢索和訪問速度，采用云存儲或服務器等安全持久的設施又會造成區塊鏈資源數據共享系統對云存儲空間或服務器的依賴，弱化了區塊鏈的去中心化效果。

2 煙臺圖書館文化資源共建共享存在的問題

2.1 場景化服務能力不足，用戶體驗欠佳

當前，煙臺圖書館的信息和技術環境發生了較大變化，但圖書館服務模式的跟進速度較慢，導致用戶的閱讀服務體驗較差：首先，讀者的閱讀需求得不到滿足，部分資源數據在圖書館中無法獲取或檢索速度較慢;其次，數字化資源配置結構不合理，有效度較低，場景化服務能力較弱;再次，數字化資源的交流共享機械固定，缺乏交流，難以滿足讀者的情感需求[6]。就目前煙臺圖書館的運行環境而言，讀者服務所需的資源保障、技術保障、服務安全保障等很難得到滿足，亟須新技術、新模式的介入提升服務效能，優化讀者體驗。

2.2 文化資源單一分散，管理成本較高

當前，各公共圖書館文化資源建設較分散，各有側重，“孤島效應”嚴重，導致不同圖書館的資源類型不同、存儲分散、缺乏交流，難以實行統一化管理。煙臺圖書館的資源數據服務平臺在運營過程中涉及體制、人員、流程等多方面影響因素，需要處理其中較復雜的利益分配和協調問題，造成整個信息平臺管理成本高昂，導致資源引入投入降低及優質文化資源數據較匱乏。

2.3 資源共享數據膨脹，交易審計缺失

在區塊鏈技術環境下，煙臺圖書館與公共圖書館聯盟進行各類資源的共享，此過程會面臨共享數據膨脹、數據節點缺失、可信存儲限制和交易審計缺失等問題。在圖書資源的共享過程中，不斷增加的區塊、交易和運行合約等會占據很大空間，造成系統運行效率降低、維護成本提升等問題。數據節點缺失主要是指在不同圖書館準入配置時，不同賬戶的讀寫等操作權限缺失，從而造成交易管理不善及系統穩定性較差等問題[7]。可信數據存儲限制是指不同節點的資源數據上傳后不支持多數據庫同時共享，且存儲結構擴展受到限制，整體存儲功能下降。交易審計缺失是指當前關于區塊鏈的立法等不健全，導致鏈內數據被某些不法機構泄露或濫用，因此需要加強數據治理和交易監管。

3 區塊鏈技術在公共圖書館資源共享中的應用策略

3.1 深化技術融合，推動區塊鏈場景化應用

場景化服務是資源得以共享的基礎，區塊鏈技術能夠對資源進行若干次重組，以滿足用戶的個性化檢索、閱讀及分享等需求，但目前公共圖書館大部分資源數據由CALLS或OCLC等統一提供，其他數據則由不同區域的共享中心提供，存在相對固定的信息傳輸方式，區域內圖書館或跨區域圖書館之間很難實現資源的完全共享，煙臺圖書館也是如此。深化區塊鏈技術融合應用可以通過網絡互聯系統實現各節點數據的一致，利用可信任的數據交換激發各節點的數據共享，充分發揮區塊鏈數據共享性的優勢。對于交易過程中存在的信任問題等可以利用區塊鏈與P2P聯合技術實現，通過對等信息交換解決信用問題，同時對信息共享的可行性進行科學評估。利用區塊鏈技術的不可篡改和共識機制可以建立一條安全的信息共享通道，通道中的點對點信息交互機制能夠弱化中心管理，將當前較權威的高校、研究所等單位加入信息共享服務中，擴大共享規模，實現真正意義上的開放共享，不斷推動場景化資源數據共享發展。煙臺圖書館可以在當前條件下加強區塊鏈技術的應用，充分利用區塊鏈技術的去中心化、安全可信等特征提升資源共享水平，加強參與各方的知識產權保護，延伸用戶的網絡學習服務空間，為圖書館場景化服務的資源、技術、安全等提供全方位保障。

3.2 科學規劃架構，建立資源共建共享模式

公共圖書館數字化資源的共建共享需要區域內圖書館聯盟各主體的積極參與和協調支撐，結合用戶的具體需求、行為偏好特點等規劃基于區塊鏈技術的資源共建共享整體架構，合理發揮公共鏈、聯盟鏈、私有鏈的資源共享優勢，形成有利于聯盟各主體的整體架構[8]。公共鏈的去中心化特點能夠極大地滿足絕大多數用戶的個性化需求，同時能夠通過引入市場機制等措施提升資源利用的積極性，鼓勵更多讀者參與其中，促進資源管理的良性發展，同時區塊鏈技術的高安全性能夠充分保護讀者隱私，有利于資源數據提供方的版權保護;聯盟鏈具有部分去中心化的特點，其在資源的共建共享中顯示了一定的可控性，便于對區域內圖書館聯盟成員進行科學管理，同時還能對不同圖書館資源共建共享進行客觀評價，對降低借閱資源共享成本、保證資源共享質量起到了重要促進作用，聯盟鏈在館際合作或館校合作中效能發揮得最明顯;私有鏈的針對性強、安全管理更突出，較適用于圖書館的內部管理，圖書館在私有鏈模式下針對存儲分散、多樣化的資源，可以通過授權等方式實現無中介、跨平臺資源訪問，私有鏈處理資源問題速度更快、安全性更高。

3.3 強化數據治理，注重交易權限審計監督

針對當前區塊鏈中存在的數據膨脹、數據節點缺失問題，圖書館應加強數據治理，通過算法優選、交易存儲模式優化、倉儲組件更新等方式進行管理，采用致密區塊技術（Compact Block）對共識塊進行壓縮，緩解數據增長壓力，提升資源共享通道的利用率。對于交易過程中的可信存儲限制和交易審計缺失等問題，圖書館應按照資源共享中有準入許可、交易多樣化、隱私安全保護、穩定性高的要求，在資源共享過程中強調節點、賬戶、交易審計等的權限管理，可以在區域公共圖書館聯盟內選取技術實力較強的圖書館擔任共識節點管理員以加強管理，區塊鏈中的其他節點也要在網絡準入階段進行P2P節點連接，在列表中添加和驗證證書，并建立對應的黑名單機制，隨時斷開惡意網絡連接。加強數據交易審計可以通過綜合區塊鏈、私鑰管理、合約管理等數據得出綜合分析結果，并通過合約管理中的IDE、CNS等進行跟蹤監督管理。

參考文獻：

[1] 陳鋒平，沈昕，柴玲姬.基于區塊鏈技術的公共圖書館通借通還應用研究[J].圖書館研究與工作，2021（11）：51-55.

[2] 陳鋒平，柴玲姬，傅慧敏.論市級公共圖書館特色數據庫的共建共享[J].四川圖書館學報，2021（5）：71-75.

[3] 王柯文，楊亞夢.基于區塊鏈的高校圖書館數字資源共建共享模型探析[J].圖書館研究，2021（5）：1-6.

[4] 李菲菲.區塊鏈技術驅動的數字圖書館管理模式創新研究[J].圖書館學刊，2021（9）：90-94.

[5] 張巧珍，許白云.基于區塊鏈技術的圖書館特藏文獻資源建設研究[J].高校圖書館工作，2021（5）：43-47，88.

[6] 張銘麗.數字圖書館數字資源版權區塊鏈管理研究：以中國國家數字圖書館數字資源版權區塊鏈管理實踐為例[J].圖書館工作與研究，2021（8）：31-39.

[7] 周莉.基于區塊鏈技術的移動圖書館用戶畫像數據管理策略研究[J].圖書館工作與研究，2021（7）：49-57.

[8] 周靜.區塊鏈技術在公共圖書館機構知識庫中的應用研究[J].圖書館研究，2020（2）：118-122.

（編校：崔萌）