基于区块链的云南少数民族非遗数字资源系统模型及其建设*

向前 向瑞琪 陈海玉

（云南大学历史与档案学院 昆明 650091）

0 前言

少数民族非遗数字资源是少数民族各种文化遗产，如民间文学、传统舞蹈、传统技艺、曲艺类、传统体育、游艺与杂技类等文化遗产，通过与各种计算机技术、多媒体技术等新兴的技术结合形成的数字化资源，如特色非遗数字资源数据库，非遗多媒体资源等[1]。在当下数字世界，随着信息技术的高速发展，给社会各行业的发展带来了革新的驱动力和快速成长的催化剂，尤其是随着云计算、物联网、移动互联网、大数据、人工智能、区块链等技术的不断升级迭代，新技术在数字资源中的运用越来越重要。同样，将新技术与少数民族非遗数字资源结合是建设好少数民族非遗资源的关键之举，从而助力非遗共享，为传承与保护非遗数字资源注入强劲推动剂。其中区块链新技术的提出给非遗数字资源的传承与保护带来了全新的机遇，区块链技术为非遗数字资源的共享提供了完整的原始信息，保障资源在传承中的真实性和可信性，在非遗数字资源保护中区块链技术的去中心化和溯源特点保证了资源的多地备份和可追溯。

1 云南少数民族非遗数字资源建设现状

非遗数字资源建设与共享有利于少数民族非遗数字资源的保护，及时广泛的共享使社会大众获取完整、可信、公平的非遗数字资源，是云南少数民族非遗数字资源广泛传承和有效保护的关键。

云南是我国少数民族种类最多的省份，是我国多民族的缩影，同时也是我国特有民族最多、跨境民族最多的省份。全省有25个世居少数民族，其中15个是云南独有民族，16个跨境居住民族。在长期的历史发展过程，云南的各个民族相互交融，相互影响形成了丰富多彩，璀璨绚丽的少数民族文化，然而大部分少数民族只有语言，没有本民族的文字，更没有形成文本、档案等纸质资源，只能通过本民族非遗传承人通过口传、手工技艺等形式世代相传，传承形式单一，且传承链脆弱，若因无人传承而使传承链断裂，造成非遗文化遗产的缺失，尤其随着社会现代化的进程和文化交融的影响，少数民族非遗文化的传承与保护受到了巨大的挑战，非遗文化遗产处于消亡的边缘，亟需利用新兴信息技术为云南非遗数字资源建设提供全新活力，为非遗数字资源的传承与保护筑起坚实后盾[2]。

表一中展示了云南省20世纪以来主要少数民族非遗数字化开展现状，虽然云南少数民族非遗数字资源建设中取得了较大成绩，也较好的保护了非遗文化，但仍有改进地方：一是非遗数字资源的保护仅处在初级阶段，重采集、记录，轻整理、利用，如2014年以来云南省非遗保护中心先后完成傈僳族阿尺木刮等13个非遗项目的数字化采集工作；二是非遗数字资源保存分散，缺少非遗资源整合和共同开发利用，非遗数字资源难以打破地理隔离的壁垒，三是非遗数字资源的建设常为一时的短期行为，多于项目的形式采取数字化建设、文化保护和传承的行为，缺乏长期的规划和标准统一的模式，非遗数字资源的保护和传承断续式地开展[8]。非遗的保护与传承应借助新兴技术，寻求新的发展点，如“东巴经典传承体系数字化国际共享平台建设研究”项目，通过文理工大跨度学科交叉及国际合作的途径，利用现代信息技术打破传统的保护模式，力求将非遗文化与现代信息技术相结合，更好地保护和传承非遗文化。而区块链技术的优势也可应用到非遗数字资源保护中来。

2 区块链技术应用于非遗数字资源建设的优势

从应用视角来看，区块链是一个分布式的共享账本和数据库，具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集体维护、公开透明等特点[9]。在保障数字资源完整性、可信性上有所创新，同时维护数字资源真实性和所有权，区块链根据可控分享的范围分为“公有链”、“私有链”和“联盟链”[10]，其链上节点共享范围由共识机制和智能合约管控，节点共同维护区块链，且相互制约和监督，保证了数字资源的安全性，节点间同时存储链上数据，为数字资源的建设创造了可信绿色的信息生态环境。

区块链技术因其优势，与非遗数字资源建设具有很高的契合度，具体表现为去中心化特点与非遗资源异地备份的契合，集体维护与非遗资源保护的契合，追溯信源与非遗资源所有权的契合，公开透明与非遗资源传承的契合等。

2.1 去中心化

区块链根据分享的范围，即链内去中心化程度的不同，可分为公有链、联盟链和私有链。其中联盟链的部分去中心化程度与非遗数字资源的建设契合度最高，也更具优势，联盟链因其节点的权限不同，很好地权衡了链上资源公开和保密的矛盾，对链上节点赋予不同的权利，大大提高公开非遗数字资源的传承力度，也做到可控分享非遗资源，体制内的非遗资源保存机构，档案馆、图书馆等和体制外的非遗民间组织、非遗传承人等均可成为节点加入到非遗联盟链系统中，将分散于各地的非遗资源聚合到一个集体维护的系统中，打破地理上的隔离，组织机构的壁垒，将非遗资源整合为一个整体，公开资源备份到链上所有节点，大大降低因系统被攻击或某机构资源的遗失造成非遗资源永久消亡的风险，在非遗数字资源保护中发挥着不可替代的优势。

2.2 集体维护

区块链系统所有节点均可完成类似比特币交易的访问活动，而不用像传统资源访问系统那样，需由主服务器反馈后完成资源访问活动，公有链中的所有节点被授予相同的权限，均可公布和反馈节点间的访问需求，节点间相互联系和监督，形成稳定的网状关系系统，以扁平式的系统结构对进行管理和运行，打破传统垄断的资源保存格局，数字资源的上传、保存、创造和访问由系统中所有节点共同记录，同时也消除了网络堵车的现象，因访问量的剧增导致系统崩溃的现象可能会成为历史。云南省非遗数字资源建设可采用联盟链的形式开展非遗文化的保护，联盟链的部分去中心特点不同于公有链的完全公开透明，又区别于私有链的绝对私密，在系统维护中公有链节点可快速反应访问需求和资源认可，私有链节点承担节点认证和真实资源存储的作用，既保证了非遗资源的快速分享，又集体维护系统的正常运行。

2.3 追溯信源

区块链技术保障信息的安全性主要体现在信息完整性、不可篡改性以及可追溯性三个维度[11]，因信息的完整和不可篡改才能保证追溯到信息的真实性。链上节点备份完整的资源上传、保存和访问等信息，降低因某节点失效而信息不完整的风险，临近节点会迅速对失效节点进行修复，维护整个区块系统的完整。同时，链上节点的信息一旦在系统中公布并被其他节点记录将不可篡改，除非系统超过一半的节点被攻破篡改，而网状系统的强稳定性可大大降低系统被攻破的风险。再者，区块链的时间戳技术记录资源形成的原始时间，为信息追溯提供了技术基础，在时间戳技术的支持下遍历系统所有资源即可追溯到原始信息来源，保证信息的真实性，从而保障非遗数字资源创造者的资源所有权，知识产权难题一直是资源原创者最关心的问题，随着现代化的进程，造假信息、盗用资源的现象严重打击着原创者们的创造热情和合法权益，对于少数民族非遗资源知识产权的难题，区块链技术在保证原创者们的所有权的同时，加大了数字资源的宣传力度，有利于云南少数民族非遗文化的保护。

2.4 公开透明

公开透明又是区块链技术的一大特点，相较于传统的信息公开，区块链技术做到了体制内外、各地区、各机构的信息资源整合的公开透明，解决因机构不同而导致的数据异构难题，统一格式的元数据描述体系的构建将地理隔离、馆际壁垒打破，将开放性互联网资源、图表、文本等非结构化数据和具有规范格式的结构化数据进行统一的哈希值描述，实现不同结构类型资源之间的转换统一[12]。将实现云南少数民族非遗资源不同保存结构之间的互惠互通，在消除因数据异构造成“信息孤岛”现象的同时，降低了资源数据格式转换，多机构共建资源体系的费用。基于此，云南少数民族非遗数字资源整合由多机构、多组织、体制内外共同完成，构建了完整的非遗资源体系，资源的公开透明更全面、更完整，助力非遗文化资源的传承。

3 基于区块链的云南非遗数字资源建设模型

当云南省各个地区的非遗数字资源保存主体加入云南省少数民族非遗数字资源系统时，云南非遗数字资源建设借助区块链技术，实现了不同主体之间的非遗资源交流与共享。为了提高资源的安全性以及考虑到节点的容量限制，系统针对不同节点赋予不同权利，并构建了两种链式，云南省级下辖行政地区非遗数字资源保存主体的私有链和云南省其他主体的公有链。私有链存储着多元非遗主体数字资源的原始数据和用户访问原始信息；公有链存储着云南地区所有非遗主体相应资源的元数据和数据摘要[13]。基于区块链的云南省非遗数字资源模型（如图1所示）包括五个功能模块（用户模块、非遗保存主体模块、资源服务模块、共识模块、所有权模块）和三个系统实体（管理平台、非遗数字资源生产者、使用者）[14]。

图1 基于区块链的云南省非遗数字资源模型基本结构

少数民族非物质文化遗产数字资源的建设搭载区块链技术的“顺风车”，借助创新的数字技术为数字资源的建设与传播带来全新的驱动力。其中系统实体为云南省非遗数字资源建设提供了硬件支持，巩固了非遗数字资源建设的基础，保证了非遗数字资源的来源；功能模块为系统服务给予了软件支撑，加大了非遗数字资源的分享力度，加强了文化遗产的传承效果。

3.1 模型系统实体

共享模型系统实体包括管理平台、非遗数字资源生产者（非遗机构、民间组织及个人）和使用者三个实体。

管理平台管理整个系统的运行，所有用户、机构、组织等都需要通过管理平台进行注册，平台为注册者生成和保留密钥。

非遗数字资源生产者是为使用者提供非遗数字资源服务的机构，一般的，每个市、州级非遗地区提供一个服务器和多个非遗资源储存端，储存端由非遗机构管理者、民间组织负责人或非遗传承人操作，以上传和存储非遗数字资源构建区块，并广播发布到机构内部的私有链中储存，机构还将其私有链中生产者构建区块信息发送给系统公有链，保证资源所有权具有分布性和不变性，并且可以回溯，此外，选定的储存端负责验证链内新生成的区块，还负责在预定周期内采集链内新区块，为系统公有链生成新的区块。服务器负责验证系统公有链新区块，并对私有链外部的用户进行身份验证，以便他们访问该私有链中的非遗数字资源。

使用者是寻求非遗数字资源服务的实体，需先在管理平台上进行注册获得密钥，以便在利用资源时进行解码，用户的访问记录存储在非遗机构的私有链。

通常，云南省每个地级行政区非遗机构都拥有服务器，机构还可以为当地的非遗民间组织、非遗传承人提供非遗资源储存端。因此，可以基于云南省非遗机构现有的基础架构来构建少数民族非遗数字资源系统，而无需其他硬件设备。但需要在服务器和计算机中安装相应软件以建立资源系统。

3.2 资源系统模型功能模块

用户功能模块承担着用户管理的作用，用户包括非遗数字资源的所有权者，如各个非遗数字资源保存主体；也包括非遗数字资源的需求者，用户也同时可以是非遗数字资源的提供者与需求者。

非遗保存主体模块是实现西部联盟链构建的功能模块，在非遗数字资源联盟链构建时，将选定昆明市为非遗资源系统的带头节点，然后再逐次加入其他云南省下辖行政区。云南省下辖行政地区的非遗机构、民间组织和个人等作为新的节点引入，继而形成云南省非遗数字资源系统。在云南省非遗资源系统构建中，16个下辖地级行政区形成16个下辖私有链，每个下辖私有链的节点又由该地区的非遗机构、民间组织和个人组成。在少数民族非遗数字资源系统中，当有新的节点（如某民间团体）引入，新节点会将自身的IP地址信息通过广播发送给相邻节点，相邻节点再依次转发，实现多个节点对新节点信息的接收，使得联盟链网络更加牢固。

资源服务模块包括对非遗资源的储存与加密传输。由于私有链和公有链在系统中储存不同的内容，两种链式的区块具有不同的结构。私有链区块数据结构由区块头、区块体、生产者签名和时间戳组成（如图2），区块头包括区块号、区块大小和上一个区块哈希值，区块体包括非遗资源保存机构（即该资源储存的服务器）、资源所有权者身份、资源的数据摘要和加密的原始非遗资源哈希。所有非遗资源相关信息都是以加密文本格式存储，维护资源所有权者的利益，具体为区块存储的所有权身份指明资源所有者的真实身份，生产者签名跟踪区块的生产者（储存端操作者），时间戳显示区块的生成时间。

图2 私有链区块数据结构

同样的，公有链区块有区块头、区块体、生产者签名和时间戳组成（如图3）。区块体包含的元数据用于定义非遗资源，采用统一规范语言对结构化非遗资源进行描述，而对于非结构化的异构非遗资源采用RDF资源描述框架进行三元组描述和统一URI标识，如标识非遗资源关键词、非遗资源在链下数据库中位置等，数据摘要与私有链中非遗资源的数据摘要一致，便于用户第一时间确定检索资源的准确性。区块生产服务器信息标识资源的存储位置，为用户确定需求资源后指明原始资源获取位置。

图3 公有链区块数据结构

值得注意的是，每条私有链的非遗原始资源仅存储在该私有链指定服务器中，私有链其他节点仅存储该私有链全部原始资源的元数据和数据摘要等信息，同时，每条私有链的服务器中还存储着云南省全部非遗数字资源的元数据和数据摘要等信息。

资源服务模块中的加密传输由区块链的非对称加密技术来实现，使用公钥或私钥对资源信息加密之后，只能用对应的私钥或公钥才能对其解密。

共识功能模块由联盟链核心技术共识机制实现，共识机制通过验证新生区块和执行共享影响整个资源系统的安全性和可靠性。常用的共识机制有POW、POS等，不同的区块链适合的共识机制不同，采用适合的共识机制对维护系统运行、快速资源共享至关重要，而资源系统共识机制的制定由多元保存主体共同完成，非遗资源主要保存机构牵头，系统内所有节点参与的形式，在资源系统运行中逐渐完善共识机制。

当非遗资源生产者有非遗数字资源上传和储存的需求时，在系统管理平台上注册后生成用户公钥，并通过非遗资源储存端将非遗数字资源上传到当地的非遗机构服务器上，服务器使用该用户的公钥对非遗资源进行加密，并生成资源所有权者身份信息，形成标记有所有权信息的非遗资源区块，此区块将发布到该机构的私有链上，然后链上的其他节点通过验证该区块决定是否由服务器存储该区块。该共识机制被定义为一种符合性的验证机制，只有具备非遗资源所有权的用户上传的区块才符合验证条件，私有链内其他节点收到服务器发布的新区块后，如果超过2/3的节点验证通过后，就将其作为私有链中新验证的区块而接受。同时可将此验证机制和存储过程写入私有链智能合约中，通过验证的区块同步存储到服务器中，而不需要二次人为存储，保证新区块的生成、验证等处理流程和资源流自始至终都在私有链上完成，消除不同步、伪造等风险，保障资源所有权者的权益。

云南省资源系统公有链的共识机制在数据上传和存储验证上与私有链类似，节点间的一致性验证同样在公有链中起着共识机制的作用。另外，公有链为用户提供关键词搜索服务，关键词包含在非遗资源数据摘要中，应具有互操作性，便于统一元数据描述和URI标识，以供各地用户检索。在系统中，关键词描述了非遗资源的内容特性，应限制在预定义的集合中，比如按照《非物质文化遗产的分类代码及编制规则》等预定关键词集合[15]。公有链应达成关键词验证共识，验证是否从预设定的关键词集合中进行非遗资源描述。同时公有链的智能合约主要是维护系统生态稳定，保障系统健康运行，如将身份验证条件写入智能合约，即通过本地服务器身份验证后，当访问其他地区服务器的资源时不需要二次验证，消除信任问题，形成信任的跨地区资源共享生态。

所有权管理模块主要功能为查询非遗资源所有权信息、追溯信源等。非遗资源系统区块构建时已将资源所有权者信息存储在节点中，用户在访问信息时即可获得资源所有者信息，也可查询其他资源的所有权者信息，随着非遗资源在原资源的基础上的创造，资源信息不断更新，容易覆盖原有资源所有权的信息，区块链时间戳技术提供了追溯信源的可能，能够追溯到非遗资源的创世块，保障非遗资源所有者的权限。

3.3 本文模型与其他模型区别

模型 是否去中心化是否跨机构是否纳入民间组织或个人是否具有所有权保护版块基于ICT技术的非遗数字资源开发与共享系统[16] 否 是 是 否基于高级学习管理系统的非遗数字资源模型[17] 否 否 否 否基于互联网的湘绣非遗数字资源保护平台[18] 否 否 否 否基于G/S模式的非遗异构数据可视化共享模型[19] 否 是 否 否云计算环境非遗数字资源保护系统[20] 否 是 否 否本文模型 是 是 是 是

通过比较目前国内外常见的一些非遗数字资源模型可知，本文提出的非遗数字资源构建模型可以在维持去中心化，安全共享的同时，保证数字资源所有权的安全性，并且纳入非遗数字资源的民间保存机构与个人，实现跨机构的数字资源共享。并做到主体多元、群体共建共享，将分散于各个区域的群体资源汇集起来，包括各群体的建设智慧、各节点的网络算力和各渠道的分享途径等。

3.4 基于区块链的云南少数民族非遗数字资源系统建设问题

3.4.1 多元主体资源共建技术问题

基于区块链技术的云南省非遗数字系统突破了民族、区域、时间、行业的限制，在中华儿女非遗文化传承中，对云南省25个少数民族非遗文化资源进行深度挖掘和建设，不分主体、地域、行业、信仰等差别在全社会广泛共建非遗数字资源。因主体数字资源建设技术水平差异，一方面，云南省很多非遗文化区域地处技术落后边疆，技术设备达不到资源共建要求，另一方面，云南地区众多的数字资源共建者，是否都具备了相应的数字技术处理水平，这些都给少数民族非遗数字资源共建带来了技术难题。

3.4.2 资源共建共享规范标准问题

区块链技术为云南地区少数民族非遗数字资源的整合带来了机遇，以原有的云南各地区非遗数字资源机构为整合基础，形成云南地区非遗数字资源集成系统，整合就需要规范化管理，标准化统一，而区块链技术作为一种新兴的数字技术，处于初步探索阶段，在数字资源方面的实际成熟应用和参考案例较少，对于规范资源共建共享没有前例可借鉴，尤其是各下辖行政区的非遗资源保存机构有相对自主的控制权，彼此之间相互独立又紧密结合，可以单独写入各自的资源共建共享规则，这给技术标准化统一带来了不小的挑战。同时系统有被控制的风险，当大多数节点结合统一起来后将会控制住系统，需要统一的技术标准。

3.5 基于区块链的云南少数民族非遗数字资源系统建设对策

3.5.1 加强区块链的技术研究

一方面，区块链技术在少数民族非遗数字资源的建设上要结合多方面的技术，区块链与云技术的结合，区块链与人工智能的结合以及区块链与物联网技术的结合等等，都离不开硬件设备与复合型人才的支持。针对云南省地区间经济发展不平衡的现象，可以先从少数民族非遗数字资源较多的地区开始，慢慢扩展区块链技术的普及应用，政府对于区块链专业人才培养以及区块链初创公司都应给予更多支持。另一方面，对于区块链技术本身存在的风险安全漏洞，要有针对的进行加强修复，如共识机制的节点漏洞，可以在加强对进入节点机构的身份认可的基础上，设置不同的约束条件，让节点间互相监督，减少因大部分节点达成共识造成的技术安全风险。

3.5.2 加强区块链标准化建设

一方面，政府作为体制内的力量，需要加强对区块链技术应用的指导和监督，制定相应的法律法规政策，将已有的区块链行业标准提升到国家标准的层面上。特别是联盟链与公有链、私有链在共识机制、准入条例等方面应制定差异化的条例标准。另一方面，各非遗数字资源保管机构、组织可以根据已有的区块链技术在其他领域的应用案例，试点执行，鼓励其他行业将区块链技术应用于非遗数字资源上，再结合自身行业的特点，制定行业内的区块链标准，最后再广泛使用，不断验证改进。

4 结语

区块链技术以分布式账本、共识机制、智能合约、非对称加密算法等信息技术为基础，聚合链上节点算力，成为又一个推动社会经济发展的新动力。将区块链技术应用到云南地区少数民族非物质文化遗产数字资源保护中，为文化遗产的传承与保护提供了全新的驱动力，打破少数民族非遗数字资源机构壁垒，提升云南省少数民族非遗数字资源共享效果，同时也为数字资源共建与整合带来了挑战。档案学界及相关学科领域要抓住区块链技术融合、功能拓展、管理细分的契机，充分发挥区块链技术在促进数据资源共享、优化管理流程、降低系统维护成本、提高资源互惠互通效率、建设非遗数字资源可信生态体系等方面的作用。