基于區(qū)塊鏈技術(shù)的高校圖書館數(shù)字化信息資源建設(shè)研究

張磊

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈技術(shù);高校圖書館;信息資源建設(shè)

摘?要：文章介紹了區(qū)塊鏈技術(shù)的含義和技術(shù)特點，分析了我國數(shù)字圖書館的現(xiàn)狀，探討了區(qū)塊鏈技術(shù)在數(shù)字圖書館系統(tǒng)建設(shè)中的應(yīng)用情況，以期為高校圖書館基于區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建數(shù)字化信息資源建設(shè)體系提供參考。

中圖分類號：G258.6文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1003-1588（2020）02-0042-03

1?背景

高校圖書館的數(shù)字化信息資源建設(shè)是一項長期、艱巨的工作，我國高校圖書館界對該工作進行了研究，雖取得了豐富的科研成果，但仍停留在理論研究階段，在構(gòu)建基礎(chǔ)應(yīng)用研究模型方面尚未形成可靠、系統(tǒng)的理論和實踐經(jīng)驗。近年來，國內(nèi)外學(xué)者對區(qū)塊鏈技術(shù)的理論和應(yīng)用進行了研究探索，展現(xiàn)了區(qū)塊鏈技術(shù)的價值，引起了政府和相關(guān)研究機構(gòu)的重視。筆者對區(qū)塊鏈技術(shù)的相關(guān)文獻進行檢索發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于金融服務(wù)、資產(chǎn)鑒定、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、醫(yī)療、社會保障及物流等領(lǐng)域，而未被應(yīng)用于高校圖書館數(shù)字化信息資源建設(shè)。因此，將區(qū)塊鏈理論及其技術(shù)引入高校圖書館數(shù)字化信息資源建設(shè)具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。

2?區(qū)塊鏈技術(shù)的解讀

2.1?區(qū)塊鏈技術(shù)的定義

區(qū)塊鏈技術(shù)是將以比特幣為代表的虛擬貨幣進行加密的數(shù)據(jù)庫體系技術(shù)，區(qū)塊鏈實質(zhì)上是一種分布式網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)的共識合作機制數(shù)據(jù)庫。區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N新式的去中心化架構(gòu)與分布式計算模式，是云計算技術(shù)在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的一種新型應(yīng)用范式。區(qū)塊鏈技術(shù)是一種流動式數(shù)據(jù)庫技術(shù)，是云計算技術(shù)的超級加強版。隨著信息數(shù)據(jù)量的爆炸式增長，即使再強大的數(shù)據(jù)庫也面臨巨大壓力，而區(qū)塊鏈技術(shù)能通過大數(shù)據(jù)平臺的Hash算法、工作證明機制等對大數(shù)據(jù)進行儲存、計算、管理及流通。云平臺的運行需要依托大量的節(jié)點數(shù)據(jù)庫，區(qū)塊鏈技術(shù)為云平臺提供了所需的硬件、軟件，形成了一種循環(huán)式數(shù)字資源環(huán)境，既可滿足系統(tǒng)內(nèi)的云計算需求，又可向系統(tǒng)外界提供服務(wù)。

2.2?區(qū)塊鏈技術(shù)的內(nèi)容

2008年，中本聰在《比特幣：一種點對點的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》一文中第一次提出了區(qū)塊鏈技術(shù)的概念。他認(rèn)為，區(qū)塊鏈技術(shù)可被應(yīng)用到全球所有行業(yè)，能徹底改變傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫體系和業(yè)務(wù)交互技術(shù)，成為依托信用保障的數(shù)字平臺體系。區(qū)塊鏈技術(shù)使參與鏈條中的Time戳與密碼學(xué)加密計算產(chǎn)生的數(shù)據(jù)塊相關(guān)聯(lián)，一個數(shù)據(jù)塊包含了對應(yīng)時間內(nèi)系統(tǒng)中的全部交易數(shù)據(jù)，并通過生成密鑰證明其數(shù)據(jù)的有效性及鏈接下一個數(shù)據(jù)塊。每個鏈接點由儲存全網(wǎng)數(shù)據(jù)內(nèi)容的數(shù)據(jù)Block鏈接生成，比特幣系統(tǒng)中的每個Block存儲的是某一個Time戳的全球所有比特幣交易數(shù)據(jù)，每10min利用加密算法產(chǎn)生新的Block，依此推進，循環(huán)記載交易過程。

每一個數(shù)據(jù)Block都由四個要素組成，即前一個Block的Hash值、本體Block的Time戳、一個Random數(shù)和鏈接本體Block的Hash值。其中，前一個Block的Hash值作用于本體Block，并與前一個Block構(gòu)造聯(lián)絡(luò)機制，首尾相連，形成數(shù)據(jù)鏈;Time戳是把控存儲Block的時段;Random挖礦獎勵機制是一種激勵措施，也是整個系統(tǒng)的計算手段;Hash值是該Block下各種構(gòu)建信息的加密陣列，用戶必須使用密碼才能獲得數(shù)據(jù)Block下的相關(guān)信息。綜上所述，區(qū)塊鏈技術(shù)通過計算機加密算法，使“去中心化”的各個Block相連，并以時間為序，創(chuàng)造出新的、記載和更新數(shù)據(jù)信息的分布賬本式的云建設(shè)平臺。

2.3?區(qū)塊鏈技術(shù)的基本特點

2.3.1?“去中心化”特征。區(qū)塊鏈技術(shù)的“去中心化”并不是“無中心化”，是指所有加入?yún)^(qū)塊鏈系統(tǒng)的單位都可以作為一個中心，進行數(shù)據(jù)真實性的證明，解決單一數(shù)據(jù)認(rèn)證不足的問題;是指不建立獨立的中心系統(tǒng)，不建立單獨的中央財務(wù)管理機構(gòu)，數(shù)據(jù)鏈的節(jié)點間直接進行數(shù)據(jù)互通，即使大部分的節(jié)點發(fā)生錯誤，也不會影響整個系統(tǒng)的運行。該特點的好處是提高整個系統(tǒng)的信息交互率，降低消耗，增強操作的持續(xù)性。

2.3.2?自發(fā)的信任化特征。通過使用開源的計算方法使信息交互的過程呈透明化、公開化等特點，而無須通過政府或銀行及其他監(jiān)管機構(gòu)的監(jiān)督。通過這種模式，所有在系統(tǒng)里發(fā)生的信息交互行為都將被真實記錄，區(qū)塊鏈中數(shù)據(jù)塊加密技術(shù)的使用，保證了所有數(shù)據(jù)的真實性、可靠性，進而形成一種無形的約束力，在這種情況下交易各方無須建立信任機制就可進行交易，甚至可以匿名進行交互。

2.3.3?集體維護特征。信息交互系統(tǒng)的發(fā)展與數(shù)據(jù)的快速處理能力息息相關(guān)。從單一數(shù)據(jù)庫的單一計算到分布式數(shù)據(jù)的云計算，大大提升了數(shù)據(jù)的運算效率，并通過區(qū)塊鏈節(jié)點間加密哈希樹的鏈接，構(gòu)建了集體式運算規(guī)則。

2.3.4?數(shù)據(jù)庫的安全特征。普通數(shù)據(jù)庫由于系統(tǒng)節(jié)點單一，每個節(jié)點處于一種相對公開的交換模式，很容易受到外界的攻擊。區(qū)塊鏈技術(shù)通過分布式節(jié)點技術(shù)把節(jié)點分布到整個鏈條上，理論上如果不是整個鏈條被惡意攻擊，外部因素是無法影響數(shù)據(jù)庫安全的;區(qū)塊鏈雖然具有開放性，但僅僅是對服務(wù)于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)資源和管理系統(tǒng)開放，對系統(tǒng)以外的主體則是隱藏的;區(qū)塊鏈的節(jié)點維護、數(shù)據(jù)證明機制是通過區(qū)塊鏈自身的計算機制完成的，不受外界干涉;區(qū)域塊中的每個數(shù)據(jù)塊都經(jīng)過了密鑰加密，哈希樹則進行不公開身份的隱秘數(shù)據(jù)交互。因此，區(qū)塊鏈技術(shù)會引發(fā)未來信息數(shù)據(jù)存儲和交互的革命。雖然目前虛擬貨幣還沒有完全替代實體貨幣，但隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展及P2P技術(shù)的快速推廣，在全球各大金融巨頭的帶領(lǐng)下，區(qū)塊鏈技術(shù)從概念走向應(yīng)用已經(jīng)是社會經(jīng)濟發(fā)展潮流下的必然趨勢。

3?區(qū)塊鏈技術(shù)與數(shù)字圖書館

3.1?我國數(shù)字圖書館發(fā)展現(xiàn)狀

國家圖書館結(jié)合國外先進的發(fā)展理念及我國的具體情況，于1999年掛牌成立了中國數(shù)字化圖書館有限責(zé)任公司，意味著中國數(shù)字化圖書館建設(shè)工程步入正式發(fā)展軌道。2002年5月，中國高等學(xué)校數(shù)字化圖書館聯(lián)盟成立，該聯(lián)盟是由CALIS（中國高等教育文獻保障體系）及全國24家高等學(xué)校圖書館等共同籌建的。此外，一批優(yōu)秀的民營企業(yè)也加入數(shù)字圖書館建設(shè)，建設(shè)了一些數(shù)字圖書館，如超星數(shù)字圖書館、書生之家數(shù)字圖書館、世紀(jì)外文數(shù)字圖書館及碧虛網(wǎng)電子圖書館等。但是，目前我國的數(shù)字圖書館仍處于數(shù)字化信息的開發(fā)和技術(shù)研究階段，與國外的數(shù)字圖書館相比還有一定差距。

3.2?區(qū)塊鏈技術(shù)在數(shù)字圖書館系統(tǒng)建設(shè)中的應(yīng)用

3.2.1?區(qū)塊鏈技術(shù)在數(shù)字圖書館系統(tǒng)中的整體應(yīng)用。如果把數(shù)字圖書館系統(tǒng)假定為一個賬本的話，那么對數(shù)字圖書館系統(tǒng)的建設(shè)就是一種記賬行為。區(qū)塊鏈技術(shù)的根本目標(biāo)是找出誰來記賬和花多少時間做這件事，在選定合伙人后，由其制定規(guī)則，隨即發(fā)給所有在完成賬本的其他合伙人，所有人都能復(fù)制相同的信息，共同完成記賬行為。如果把賬本改成數(shù)據(jù)庫，就是在規(guī)定時間內(nèi)找出讀寫數(shù)據(jù)庫效率最高的節(jié)點，由這個節(jié)點讀寫數(shù)據(jù)庫，并通過加密哈希值發(fā)往其他節(jié)點，所有系統(tǒng)內(nèi)的節(jié)點都將收到相同的信息。因此，區(qū)塊鏈技術(shù)也被稱為分布式賬本技術(shù)。數(shù)字圖書館系統(tǒng)由采集系統(tǒng)、加工系統(tǒng)、處理系統(tǒng)、儲存系統(tǒng)、組織系統(tǒng)及應(yīng)用系統(tǒng)等構(gòu)成，這些系統(tǒng)是一種線性組織結(jié)構(gòu)，其運作模式存在封閉、僵化、風(fēng)險大、應(yīng)變慢等缺點。但是，如果數(shù)字圖書館系統(tǒng)利用區(qū)塊鏈技術(shù)，就可使聯(lián)系并不緊密的子系統(tǒng)形成統(tǒng)一整體，如圖1所示。所有子系統(tǒng)都是中心，共同監(jiān)督、協(xié)作完成數(shù)字圖書館系統(tǒng)建設(shè)。

3.2.2?區(qū)塊鏈技術(shù)在數(shù)字圖書館系統(tǒng)中的具體應(yīng)用。區(qū)塊鏈技術(shù)是使用節(jié)點式結(jié)構(gòu)進行數(shù)據(jù)查驗和保存，使用共享機制算法進行數(shù)據(jù)延續(xù)和創(chuàng)造，使用密碼學(xué)原理確保數(shù)據(jù)安全流通，使用智能合約管理數(shù)據(jù)的一種全新的分布式技術(shù)。它本質(zhì)上就是一個“去中心化”的數(shù)據(jù)庫，由多個加密的數(shù)據(jù)塊組成，所有數(shù)據(jù)塊中都包含獨立的數(shù)據(jù)信息，可提供信息和產(chǎn)生下一個區(qū)塊。數(shù)字圖書館可利用區(qū)塊鏈技術(shù)添加時間戳，降低被外部攻擊的風(fēng)險，保證數(shù)據(jù)庫的安全，實現(xiàn)信息的及時更新和共享。

區(qū)塊鏈技術(shù)具體應(yīng)用于數(shù)字圖書館系統(tǒng)的方式主要有以下幾種：一是小型鏈方式。它是連接幾個特定系統(tǒng)的小型區(qū)塊鏈形式，該方式具有構(gòu)成小、環(huán)節(jié)少、易管理等優(yōu)勢，但也容易受數(shù)據(jù)量小、排他性、封閉性等因素制約。二是部落鏈方式。它是指大多數(shù)系統(tǒng)為了一個共同目標(biāo)形成的多系統(tǒng)合作的區(qū)塊鏈形式。該方式具有數(shù)據(jù)量大、范圍廣、協(xié)作分布細(xì)等特點，能實現(xiàn)強強聯(lián)合。三是共享鏈方式。該方式是指所有系統(tǒng)都與數(shù)據(jù)鏈相連接，能實現(xiàn)共同協(xié)作。由于該方式涉及整個數(shù)字圖書館系統(tǒng)的運作，導(dǎo)致系統(tǒng)的維護難度較大。區(qū)塊鏈技術(shù)作為一種新興技術(shù)，基于區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)字化信息資源建設(shè)的研究剛剛起步，無論是在理論研究方面，還是在應(yīng)用實踐方面都存在很大的進步空間。由于新的技術(shù)在發(fā)展過程中難免會存在各種問題，很多學(xué)者在保留了區(qū)塊鏈的分布式存儲特性的同時引入了中心控制權(quán)限機制，對數(shù)據(jù)的公開程度進行了權(quán)限管理，以起到防偽及保護隱私的作用。2010年5月，高校數(shù)字圖書館資源聯(lián)盟（DRAA）成立，該聯(lián)盟利用區(qū)塊鏈技術(shù)將高校圖書館納入聯(lián)盟區(qū)塊鏈中，使用數(shù)字資源協(xié)同共享系統(tǒng)平臺構(gòu)建聯(lián)盟節(jié)點，進行數(shù)據(jù)對接與協(xié)同。相關(guān)學(xué)者認(rèn)為，未來區(qū)塊鏈的發(fā)展將擴展到“區(qū)塊鏈3.0”階段，區(qū)塊鏈技術(shù)將被應(yīng)用于多個行業(yè)，推動我國經(jīng)濟的發(fā)展。

4?結(jié)語

在“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下，高校圖書館面臨著諸多挑戰(zhàn)和機遇。區(qū)塊鏈技術(shù)能改變傳統(tǒng)的圖書館組織體系及信息交互體系，為高校圖書館信息資源建設(shè)提供了技術(shù)支撐。因此，高校圖書館應(yīng)充分利用區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建數(shù)字化信息資源建設(shè)體系架構(gòu)模型，解決數(shù)字化信息資源建設(shè)中存在的問題，推動圖書館事業(yè)的發(fā)展。

參考文獻：

[1] 王碩.區(qū)塊鏈技術(shù)在金融領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀及創(chuàng)新趨勢分析[J].上海金融，2016（2）：26-29.

[2] 于新國.基于區(qū)塊鏈技術(shù)的圖書館自館配數(shù)字化文獻資源建設(shè)研究：以高校圖書館整本OA電子期刊資源建設(shè)為例[J].圖書館研究與工作，2017（2）：40-43.

[3] 沈鑫，裴慶祺，劉雪峰.區(qū)塊鏈技術(shù)綜述[J].網(wǎng)絡(luò)與信息安全學(xué)報，2016（11）：11-20.

[4] 朱建明，付永貴.區(qū)塊鏈應(yīng)用研究進展[J].科技導(dǎo)報，2017（13）：70-76.

（編校：孫新梅）