基于区块链技术的高校图书馆数字化信息资源建设研究

张磊

关键词：区块链技术;高校图书馆;信息资源建设

摘 要：文章介绍了区块链技术的含义和技术特点，分析了我国数字图书馆的现状，探讨了区块链技术在数字图书馆系统建设中的应用情况，以期为高校图书馆基于区块链技术构建数字化信息资源建设体系提供参考。

中图分类号：G258.6文献标识码：A文章编号：1003-1588（2020）02-0042-03

1 背景

高校图书馆的数字化信息资源建设是一项长期、艰巨的工作，我国高校图书馆界对该工作进行了研究，虽取得了丰富的科研成果，但仍停留在理论研究阶段，在构建基础应用研究模型方面尚未形成可靠、系统的理论和实践经验。近年来，国内外学者对区块链技术的理论和应用进行了研究探索，展现了区块链技术的价值，引起了政府和相关研究机构的重视。笔者对区块链技术的相关文献进行检索发现，该技术已被广泛应用于金融服务、资产鉴定、基础设施建设、医疗、社会保障及物流等领域，而未被应用于高校图书馆数字化信息资源建设。因此，将区块链理论及其技术引入高校图书馆数字化信息资源建设具有重要的理论意义和应用价值。

2 区块链技术的解读

2.1 区块链技术的定义

区块链技术是将以比特币为代表的虚拟货币进行加密的数据库体系技术，区块链实质上是一种分布式网络建构的共识合作机制数据库。区块链是一种新式的去中心化架构与分布式计算模式，是云计算技术在“互联网+”背景下的一种新型应用范式。区块链技术是一种流动式数据库技术，是云计算技术的超级加强版。随着信息数据量的爆炸式增长，即使再强大的数据库也面临巨大压力，而区块链技术能通过大数据平台的Hash算法、工作证明机制等对大数据进行储存、计算、管理及流通。云平台的运行需要依托大量的节点数据库，区块链技术为云平台提供了所需的硬件、软件，形成了一种循环式数字资源环境，既可满足系统内的云计算需求，又可向系统外界提供服务。

2.2 区块链技术的内容

2008年，中本聪在《比特币：一种点对点的电子现金系统》一文中第一次提出了区块链技术的概念。他认为，区块链技术可被应用到全球所有行业，能彻底改变传统数据库体系和业务交互技术，成为依托信用保障的数字平台体系。区块链技术使参与链条中的Time戳与密码学加密计算产生的数据块相关联，一个数据块包含了对应时间内系统中的全部交易数据，并通过生成密钥证明其数据的有效性及链接下一个数据块。每个链接点由储存全网数据内容的数据Block链接生成，比特币系统中的每个Block存储的是某一个Time戳的全球所有比特币交易数据，每10min利用加密算法产生新的Block，依此推进，循环记载交易过程。

每一个数据Block都由四个要素组成，即前一个Block的Hash值、本体Block的Time戳、一个Random数和链接本体Block的Hash值。其中，前一个Block的Hash值作用于本体Block，并与前一个Block构造联络机制，首尾相连，形成数据链;Time戳是把控存储Block的时段;Random挖矿奖励机制是一种激励措施，也是整个系统的计算手段;Hash值是该Block下各种构建信息的加密阵列，用户必须使用密码才能获得数据Block下的相关信息。综上所述，区块链技术通过计算机加密算法，使“去中心化”的各个Block相连，并以时间为序，创造出新的、记载和更新数据信息的分布账本式的云建设平台。

2.3 区块链技术的基本特点

2.3.1 “去中心化”特征。区块链技术的“去中心化”并不是“无中心化”，是指所有加入区块链系统的单位都可以作为一个中心，进行数据真实性的证明，解决单一数据认证不足的问题;是指不建立独立的中心系统，不建立单独的中央财务管理机构，数据链的节点间直接进行数据互通，即使大部分的节点发生错误，也不会影响整个系统的运行。该特点的好处是提高整个系统的信息交互率，降低消耗，增强操作的持续性。

2.3.2 自发的信任化特征。通过使用开源的计算方法使信息交互的过程呈透明化、公开化等特点，而无须通过政府或银行及其他监管机构的监督。通过这种模式，所有在系统里发生的信息交互行为都将被真实记录，区块链中数据块加密技术的使用，保证了所有数据的真实性、可靠性，进而形成一种无形的约束力，在这种情况下交易各方无须建立信任机制就可进行交易，甚至可以匿名进行交互。

2.3.3 集体维护特征。信息交互系统的发展与数据的快速处理能力息息相关。从单一数据库的单一计算到分布式数据的云计算，大大提升了数据的运算效率，并通过区块链节点间加密哈希树的链接，构建了集体式运算规则。

2.3.4 数据库的安全特征。普通数据库由于系统节点单一，每个节点处于一种相对公开的交换模式，很容易受到外界的攻击。区块链技术通过分布式节点技术把节点分布到整个链条上，理论上如果不是整个链条被恶意攻击，外部因素是无法影响数据库安全的;区块链虽然具有开放性，但仅仅是对服务于区块链的数据资源和管理系统开放，对系统以外的主体则是隐藏的;区块链的节点维护、数据证明机制是通过区块链自身的计算机制完成的，不受外界干涉;区域块中的每个数据块都经过了密钥加密，哈希树则进行不公开身份的隐秘数据交互。因此，区块链技术会引发未来信息数据存储和交互的革命。虽然目前虚拟货币还没有完全替代实体货币，但随着互联网技术的发展及P2P技术的快速推广，在全球各大金融巨头的带领下，区块链技术从概念走向应用已经是社会经济发展潮流下的必然趋势。

3 区块链技术与数字图书馆

3.1 我国数字图书馆发展现状

国家图书馆结合国外先进的发展理念及我国的具体情况，于1999年挂牌成立了中国数字化图书馆有限责任公司，意味着中国数字化图书馆建设工程步入正式发展轨道。2002年5月，中国高等学校数字化图书馆联盟成立，该联盟是由CALIS（中国高等教育文献保障体系）及全国24家高等学校图书馆等共同筹建的。此外，一批优秀的民营企业也加入数字图书馆建设，建设了一些数字图书馆，如超星数字图书馆、书生之家数字图书馆、世纪外文数字图书馆及碧虚网电子图书馆等。但是，目前我国的数字图书馆仍处于数字化信息的开发和技术研究阶段，与国外的數字图书馆相比还有一定差距。

3.2 区块链技术在数字图书馆系统建设中的应用

3.2.1 区块链技术在数字图书馆系统中的整体应用。如果把数字图书馆系统假定为一个账本的话，那么对数字图书馆系统的建设就是一种记账行为。区块链技术的根本目标是找出谁来记账和花多少时间做这件事，在选定合伙人后，由其制定规则，随即发给所有在完成账本的其他合伙人，所有人都能复制相同的信息，共同完成记账行为。如果把账本改成数据库，就是在规定时间内找出读写数据库效率最高的节点，由这个节点读写数据库，并通过加密哈希值发往其他节点，所有系统内的节点都将收到相同的信息。因此，区块链技术也被称为分布式账本技术。数字图书馆系统由采集系统、加工系统、处理系统、储存系统、组织系统及应用系统等构成，这些系统是一种线性组织结构，其运作模式存在封闭、僵化、风险大、应变慢等缺点。但是，如果数字图书馆系统利用区块链技术，就可使联系并不紧密的子系统形成统一整体，如图1所示。所有子系统都是中心，共同监督、协作完成数字图书馆系统建设。

3.2.2 区块链技术在数字图书馆系统中的具体应用。区块链技术是使用节点式结构进行数据查验和保存，使用共享机制算法进行数据延续和创造，使用密码学原理确保数据安全流通，使用智能合约管理数据的一种全新的分布式技术。它本质上就是一个“去中心化”的数据库，由多个加密的數据块组成，所有数据块中都包含独立的数据信息，可提供信息和产生下一个区块。数字图书馆可利用区块链技术添加时间戳，降低被外部攻击的风险，保证数据库的安全，实现信息的及时更新和共享。

区块链技术具体应用于数字图书馆系统的方式主要有以下几种：一是小型链方式。它是连接几个特定系统的小型区块链形式，该方式具有构成小、环节少、易管理等优势，但也容易受数据量小、排他性、封闭性等因素制约。二是部落链方式。它是指大多数系统为了一个共同目标形成的多系统合作的区块链形式。该方式具有数据量大、范围广、协作分布细等特点，能实现强强联合。三是共享链方式。该方式是指所有系统都与数据链相连接，能实现共同协作。由于该方式涉及整个数字图书馆系统的运作，导致系统的维护难度较大。区块链技术作为一种新兴技术，基于区块链技术的数字化信息资源建设的研究刚刚起步，无论是在理论研究方面，还是在应用实践方面都存在很大的进步空间。由于新的技术在发展过程中难免会存在各种问题，很多学者在保留了区块链的分布式存储特性的同时引入了中心控制权限机制，对数据的公开程度进行了权限管理，以起到防伪及保护隐私的作用。2010年5月，高校数字图书馆资源联盟（DRAA）成立，该联盟利用区块链技术将高校图书馆纳入联盟区块链中，使用数字资源协同共享系统平台构建联盟节点，进行数据对接与协同。相关学者认为，未来区块链的发展将扩展到“区块链3.0”阶段，区块链技术将被应用于多个行业，推动我国经济的发展。

4 结语

在“互联网+”环境下，高校图书馆面临着诸多挑战和机遇。区块链技术能改变传统的图书馆组织体系及信息交互体系，为高校图书馆信息资源建设提供了技术支撑。因此，高校图书馆应充分利用区块链技术构建数字化信息资源建设体系架构模型，解决数字化信息资源建设中存在的问题，推动图书馆事业的发展。

参考文献：

[1] 王硕.区块链技术在金融领域的研究现状及创新趋势分析[J].上海金融，2016（2）：26-29.

[2] 于新国.基于区块链技术的图书馆自馆配数字化文献资源建设研究：以高校图书馆整本OA电子期刊资源建设为例[J].图书馆研究与工作，2017（2）：40-43.

[3] 沈鑫，裴庆祺，刘雪峰.区块链技术综述[J].网络与信息安全学报，2016（11）：11-20.

[4] 朱建明，付永贵.区块链应用研究进展[J].科技导报，2017（13）：70-76.

（编校：孙新梅）