区块链技术在高校图书馆领域中的应用研究

文/南京大学图书馆 华菁

2017年9月19日，国内第一家区块链主题图书馆——“前海区块链图书馆”正式揭牌成立，由前海国际区块链生态圈联盟发起并且成立，其宗旨是促进区块链知识的普及、应用的落地以及助力创新创业。2019年1月10日，国家互联网信息办公室发布《区块链信息服务管理规定》。2019年10月24日，在中央政治局第十八次集体学习时，习近平总书记强调：“把区块链作为核心技术自主创新的重要突破口”“加快推动区块链技术和产业创新发展”。

近年来，区块链技术成为社会的热门焦点，在金融领域发展迅速，但在高校图书馆的应用领域中还处于探索阶段。笔者从高校图书馆一线工作人员的视角出发，基于区块链技术的原理，分析了区块链技术在高校图书馆流通服务（读者服务）、资源建设（采编中心）以及知识产权（科技查新）三大基础领域中应用的可能性，以期为高校图书馆的服务管理、资源建设以及保护知识产权提供新的思路和方法。

一、区块链技术概述

（一）区块链技术概念。说到区块链就要先说明比特币的概念，最初是由中本聪在2008年11月1日发表的《比特币∶一种点对点的电子现金系统》一文中提出，比特币是一种点对点传输的虚拟加密数字货币，是基于区块链的应用技术发展而来，可以说，没有区块链就没有比特币，区块链是比特币的技术基础，而比特币是区块链的一种表现形式。2009年1月3日第一个序号为0的创世区块诞生，2009年1月9日出现序号为1的区块，并与序号为0的创世区块相连接形成了链，标志着区块链的诞生。

区块链从数据的角度看，是一种具有“开放性”“不可篡改性”“去中心化”的“分布式存储数据库”。从技术的角度看，不仅仅是一种单一技术，而是结合了“分布式账本技术”“非对称加密技术”“时间戳技术”“共识机制技术”及“智能合约技术”等多种技术的结果。涉及计算机技术、密码学、经济学、金融学、社会学等多个领域的知识。

（二）区块链技术的核心技术。1.分布式账本技术。根据英国政府发布的研究报告定义：“分布式账本是一种跨越多个站点、国家或机构的数据库，而且通常是公开的。数据在一个连续的账本里按照先后顺序记录，但并不是存储在区块里面。只有当参与者达到一定数量的赞成票后，记录才能添加在账本里面”。简单来讲，就是交易记账不受地理区域的影响，可以由不同位置的节点完成记账，并且每个节点的账目都是完整的，每个节点所享有的权利和义务都是同等的，各个节点之间相互验证。2.非对称加密技术。不同于对称加密，在非对称加密的过程中，加密和解密所使用的密钥不同，即公钥和私钥不同，一般公钥是公开的，而私钥是私有的。一般使用的场景是，私钥用于交易信息上生成数字签名，公钥用于验证数字签名，验证通过后，才能最终确认这条信息，保证该信息确实是私钥拥有者发出的。3.时间戳技术。时间戳实质上是区块的高度，也就是区块的序号，而非本地的机器时间。笔者通过区块链的官方网站，查看到当前的区块高度是686231，意味着比特币的网络已经产生了686231个区块（如图1）。4.共识机制技术。区块链技术的核心是在“去中心化”情况下，互相不信任的节点之间就交易的合法性达成共识的机制。而与这套机制相应的有一套共识算法，比特币是采用工作量证明机制，是一种基于计算随机哈希的算法。5.智能合约技术。智能合约并不是区块链催生的新产物，最早是由密码学家尼克·萨博在1996年提出的，其定义是：一个智能合约是一套以数字形式定义的承诺，包括合约参与方可以在上面执行这些承诺的协议，是由计算机程序定义并自动执行的承诺协议。其特点是，合约的执行不需要第三方参与，在满足某些设定的条件后自动执行。

图1 区块的高度

（三）区块链技术的基本特征。1.去中心化。区块链技术实质上是分布式存储技术，区块链上的每个节点都是平等的，所有节点都拥有同样的权利和义务。按中本聪所述，比特币是一种点对点（P2P）的电子现金系统，这种货币在去中心化体系下，无需服务器、无需对第三方的信任，便可自行运转。2.不可篡改性。在区块链中，一旦写入并且达成共识后，其信息内容是不可篡改的，除非能将整个网络中超过51%的节点同时控制，并且同时修改，达成共识认为这个修改是正确的，才能更改，通过单个节点去修改数据库是无效的，这保证了信息的安全性与可信性，也让区块链上的数据稳定并可靠。3.开放性。区块链系统是开放的，除了交易各方的私有信息是加密的，其余数据对所有节点公开，具有高度的透明性。每个节点都可以获得完整的数据同步，每个节点都能回溯交易过去的所有信息，并且交易数据由所有节点共同维护。在去中心化的体系下，节点与节点间无需公开身份，每个参与的节点都是匿名的。4.区块链的种类。区块链按照中心化程度和准入范围可以分为公有链、联盟链和私有链（如表1）。

表1 区块链种类

二、区块链技术在高校图书馆流通服务中的应用

（一）改变纸本图书流通模式。随着货币的发展，人们在交易过程中，支付方式从使用实体货币直接买卖转换为电子记账方式，也就是从“人——人”模式转变为“人——银行——人”模式，而区块链时代的到来，人们在数字世界中将再次回归为“人——人”模式。同样的理念也可以应用于高校图书馆的基础服务工作——纸本图书的流通中，传统的图书流通服务是完全依赖于高校图书馆的，高校图书馆拥有绝对的中心化，读者归还图书后，图书上架，之后别的读者再次借阅，是完全的“读者——图书馆——读者”模式，结合区块链的核心理念“去中心化”后，可以将原有的模式逐步转化为“读者——读者”模式，使读者与读者之间进行直接的交易，实现阅读资源共享。每个读者（节点）在区块链中都可以查询到自己借阅的所有图书信息，同时，每个读者（节点）也都被其他读者（节点）共同监督，无需高校图书馆这个中心再次确认，这种自主自助互借模式将逐渐弱化高校图书馆的中心化，大大提高纸本图书的流通率，极大地将图书管理员们从图书借还工作中解放出来。这将对高校图书馆传统业务产生巨大的冲击，发生颠覆性的改变。

（二）提高读者参与度。在读者撰写论文时，需要阅读大量的纸本图书以及下载大量期刊文献，而一本图书往往包含多个章节，一篇期刊也包含多个知识点，如何在每本书每篇期刊中快速准确的筛选出所需的信息，这就需要借助于区块链的分布式存储技术。分布式存储技术让读者不受IP地址、时间、空间等客观因素的限制，不仅可以检索查询数据库资源和下载文献，也可以协同管理，参与数据资源的开发利用，通过笔记或者涂鸦式的描述，将自己看过的图书中感兴趣的部分简要地记录下来，像是标签一样，例如这本书第三章节的摘要，第五章节的涂鸦等，然后上传知识信息，通过这种方式建立自己的区块。这种高参与度的关键点在于自由性，不需要每一章节都记录，只需要把自己阅读过的部分内容记录即可，上传至区块链中，在别的读者需要时可以轻松简单的读取，而不需要浪费时间阅读完整本图书，节约时间成本，提高图书利用率。但也并不是人人都可以随意上传自己的各种读书心得，这会使得数据的质量参差不齐，因此上传的记录需要专业人员审核后才可发布。

（三）提升信息服务。高校图书馆不但可以提供信息数据，也可以从中获取信息数据，利用区块链技术的“开放性”特征，高校图书馆可以收集读者的使用信息，如：搜索习惯、借阅喜好等，通过智能分析，挖掘其真实偏好和需求。主动推送相关信息，使信息服务更加准确专业，这种个性化智能服务将大大提高读者的满意度，从而提升高校图书馆的信息服务质量。在这个过程中，由于区块链技术中的“非对称加密技术”和“不可篡改性”，可以确保读者个人隐私数据的完整性和受限使用性，在“开放性”的前提下保证了隐私的“安全性”。

三、区块链技术在高校图书馆资源建设中的应用

（一）改变图书采购模式。高校图书馆传统的采购模式一般为供应商提供书单，相关工作人员批量购买大量图书，这种常规采购方式的最大弊端在于采购馆员无法了解每个专业的需求，对于最新科研动态与发展趋势的信息敏感程度不一，因此用户的实际需求往往得不到满足。通过区块链技术“去中心化”可以让每个读者都参与到馆藏文献的资源建设中，各个学科领域中的佼佼者都可以根据自己的专业知识，给出具有相对权威性的图书购买建议，通过“推荐购买”提高馆藏资源的数量与质量。

利用区块链技术的“开放性”，高校图书馆通过对读者借还书的行为进行分析，以此来调整采购图书的种类、数量等，减少“零利用”的图书采购。

利用区块链技术还可以解决高校图书采购中的一个重要问题——盗版，通过对图书的数据溯源，可以查询到每本图书的印刷、出版等信息，从而验明正版与盗版。

（二）促进数字资源共享。传统模式下，高校图书馆需要向数据供应商购买数字资源，同时文献所有者会将自己的文章出售给数据供应商，而利用区块链技术的“去中心化”和“分布式存储技术”，就可以实现数字资源点对点共享，省去数字文献资源中间商的存在，提高资源的利用率。

高校图书馆联盟通过馆际互借与文献传递，来弥补联盟成员馆间文献资源的不足，互通有无，一般传统的传递方式有直接邮寄书、复印件或者扫描为电子文档等，这其中最大的弊端在于时效性差，区块链技术的“去中心化”和“分布式存储技术”，可以将各馆成员以节点的形式相互连接，读者通过其中的任何一台设备，就可以访问该系统中的所有数据库，提高了资源的共享效率，通过“共识机制”共同保护文献资源的使用权。

（三）提升数据存储安全。在数字资源的建设过程中，保证其安全性是一项重要的工作，当高校图书馆系统遭到一些病毒或者恶意攻击时，传统的存储模式势必会造成文献资源的遗失、泄露等问题。利用区块链技术的“去中心化”和“分布式存储技术”，当部分数据出现丢失后，由于区块链中的每个节点都会存储全部的馆藏数据，因此可以通过其他节点找回丢失的信息。

由于区块链具有“不可篡改性”，当工作人员操作失误后，并不会影响数据资源的整体性，保证了其安全性。

利用区块链的“开放性”，高校图书馆可以根据读者的需求提供多元化的个性服务，但同时也要保护读者的隐私信息，通过“共识机制”可以更好地维护高校图书馆的数据存储与隐私安全。

四、区块链技术在保护知识产权中的应用

保护知识产权就是保护创新。在当今的互联网中，知识产权侵权现象严重，很多关于知识产权的问题都存在着取证难、维权难的问题。保护知识产权对高校图书馆来说必不可少，利用区块链的“时间戳技术”“非对称加密技术”以及“不可篡改性”，在去中心化的分布式数据库中存储知识产权信息，其所有权信息只需证明一次，即可在区块链上共享证明结果，包括版权获取时间、所有者信息等。无需第三方的介入，所有权按顺序实时更新，使得知识产权的转让交易数据成为不可篡改的记录。

传统版权保护方法与区块链版权保护方法对比（如表2）

表2

五、区块链技术在应用中存在的问题及思考

（一）标准的建立。近年来，区块链技术得到了广泛地开发与应用，国家也制定了相应的政策法规以及资金的扶持，促进有关企业和科研单位相互协作。但是，在高校图书馆界，还没有区块链应用的相关政策及经费支持，因此，亟须出台相应的标准和制度，加大研发的力度以及资金的投入，为推动区块链在高校图书馆行业中的应用做出积极的努力。

（二）人才的培养。由于区块链技术在高校图书馆的应用仅仅处于起步阶段，并且区块链技术涉及计算机技术、密码学、经济学、金融学、社会学等多个领域的知识，因此，对于传统高校图书管理员来说存在认识不足、知识缺乏等问题。面对这种现状，可以通过以下两个方式来解决：1.引进专业的区块链人才，提高技术研发力量。2.培训现有的高校图书管理员区块链的相关理论知识，与高校图书馆技术相结合，融会贯通。

（三）应用的方向。将区块链技术应用于高校图书馆的最终目的是提升高校图书馆服务的质量，完善高校图书馆的职能，为读者提供更加优质的服务。因此，在高校图书馆哪些领域中应用区块链技术，需要根据高校图书馆自身需求，做出全面的思考，切记不可操之过急、生搬硬套，要结合实际做出长远的发展规划。

六、结语

区块链技术应用于高校图书馆领域，对于传统的流通服务模式和资源建设模式来说，都具有颠覆性的改变，高校图书馆将迎来新的机遇和挑战。打破以高校图书馆为中心的“中心化”思想，利用区块链的“去中心化”思想，让每位读者都成为“中心”，不断注入新的思路和方法，从根本上提高高校图书馆的服务质量水平，进而推动各种信息服务模式的转型与升级，不断促进我国高校图书馆事业的美好发展。