智慧图书馆区块链版权管理系统构建及探析*

张 炜，肖慧琛，魏 青

（中国国家图书馆，北京 100081）

1 引言

2021 年3 月，第十三届全国人大四次会议通过的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035 年远景目标纲要》明确要求积极发展智慧图书馆［1］。随后，文化和旅游部、国家发展改革委、财政部联合印发《关于推动公共文化服务高质量发展的意见》，明确提出要“加强智慧图书馆体系建设，建立覆盖全国的图书馆智慧服务和管理架构”［2］。文化和旅游部有关专项规划也对全国智慧图书馆体系建设做出了专门部署。智慧图书馆成为建设数字经济、数字社会、数字政府，以数字化转型整体驱动生产方式、生活方式和治理方式变革的一项重要内容，智慧图书馆体系建设也成为全国图书馆转型的重要发展方向。

随着现代信息科技的快速发展，特别是大数据、区块链、5G、人工智能等先进技术在知识信息服务领域的推广应用，图书馆事业加速进入智慧化转型的新阶段。21世纪以来，网络化、数字化带给图书馆革命性变化之一是图书馆知识资源主权的异化［3］，因此，在建设智慧图书馆体系时，重点需要考虑如何利用新兴技术进一步提升图书馆在读者和知识之间的桥梁作用，在满足读者快速获取知识资源的同时,在法律框架下保障并实现内容和服务的合法性、精准性和便捷性,包括:在智慧图书馆业务管理层面，联通出版商、服务供应商、数据库商、系统集成商组成的数字内容产业链和个人著作权人等知识资源的权利方；在智慧图书馆服务层面，面向读者精准推送并送达知识资源，解决由于技术能力限制、版权生态圈不完善造成的版权壁垒困境，促进知识资源合法合理开放。在解决版权问题的基础之上，图书馆可以根据资源建设目标，从多元角度拓展图书馆资源建设体系［4］。

在互联网时代，对版权的创造、保护、运营和管理，是文化产业的核心资产和生命线。在以往数字图书馆建设阶段，图书馆版权管理的痛点主要有:版权确权难及权利归属模糊,版权交易与授权不顺畅,版权维权和溯源难度大,数字资源版权缺乏有效管理和应用。正在开展的智慧图书馆体系建设，将利用区块链技术的分布式管理、公开透明、自治性、不可篡改、可追溯性等特性，解决数字版权管理技术的现实难题，实现版权确权、授权、交易和维权，促使版权合法流通。

国家图书馆基于区块链技术建设的版权管理系统，以技术突破与创新为导向，坚持智慧建设模式，系统支持为用户提供多种类型资源的版权信息登记，支持用户自主进行版权捐赠和权利流转。在对海量版权信息数据进行高效管理的同时，保证了数据的唯一性、安全性和可溯源性，打通了权利人和图书馆之间、全国各级图书馆之间版权信息的通道，系统也是图书馆行业在新技术条件下向智慧图书馆转型升级做出探索性创新，将为“十四五”期间全国智慧图书馆体系的建设提供有效经验。

2 区块链技术在相关领域中的版权管理应用现状

区块链是以比特币为代表的数字加密货币体系的核心支撑技术，是由加密算法、点对点传输、共识机制、分布式存储等计算机技术相结合的新型应用技术。版权管理是区块链技术运用的一大主要场景，主要体现在版权确权、侵权存证、举证维权、数字版权内容全方位追溯、数字版权交易结算透明化等方面。

自2014 年起，国外基于区块链技术的相关版权应用平台如雨后春笋般涌现，主要集中在音乐、影视、摄影、设计等领域。如LBRY、Ujo Music、VOISE是目前国外音乐发行的三大最佳区块链服务平台，音乐家通过平台发行歌曲，收听音乐的用户在平台付费，后台向相关权利人自动付费。位于纽约的Singular DTV 是全球首个区块链影视娱乐平台，基于以太坊区块链技术，创作者通过智能合约实现作品的版权与权益管理、项目众筹和P2P发行。位于旧金山的Binded 致力于为摄影师、平面设计师等权利人提供基于区块链技术的作品版权登记和存证，通过AI 人工智能技术为作品创建独特指纹。基于区块链技术的版权应用平台重塑了不同行业的生态系统，解决了版权授权与管理、版权费用支付、盗版等过去长期难以解决的痛点，甚至引入具有当今时代特点的“众筹”，为小众音乐家、影视创作者提供脱颖而出的平台与资金。

在我国，基于区块链技术的版权应用愈加受到重视。国家新闻出版署于2021年2月发布42家出版行业科技与标准重点实验室的名单，其中有8家与区块链+数字版权相关［5］。在国家互联网信息办公室关于发布第五批境内区块链信息服务备案编号的公告中已受理登记的区块链数字版权保护与交易平台有10个左右［6］。当前较有特色的区块链版权平台有“中国艺术品登记认证系统”“优版权”“一点存”“百度超级链”和“天平链”。“中国艺术品登记认证系统”由中国艺术品数据中心推出，采用区块链技术和AI人工智能技术，实现艺术家注册认证、作品登记认证、作品管理分享、AI 智能对比识别的艺术品信息化认证管理新模式，为行业发展提供全面有效的版权和数据支撑。据其官网发布信息，已累计为2 390名艺术家提供作品认证服务，认证作品35 320幅，协助艺术家售出作品28 210幅，且该数值还在持续增长［7］。“优版权”利用区块链分布式存储，为用户作品存证提供云服务与区块链技术的结合，打造“信息双重存储”模式，提高用户信息存储的安全性与效率，能够确保存证取证内容得到司法与互联网法院的认可并直接作为证据使用。“一点存”作为基于“至信链”的区块链移动存证微信小程序，以微信为载体，以轻量化、免安装的小程序为平台，搭载人脸识别、腾讯云存储、“至信链”区块链存证等技术，实现用户快速访问、快速认证，可在线完成电子证据的存储与证明书的出具。“百度超级链”通过为内容平台的原创作者颁发区块链版权存证证书，使其创作的文章、视频、图片等内容在存证上链的同时，对接全国上百家法院，同步至司法存证系统，为数百万创作者提供原创作品版权保护服务，存证量已经过亿。除商用以外，区块链技术在司法审判实践中也得到有效应用。北京互联网法院“联合北京市高院、司法鉴定中心、公证处等司法机构，以及行业组织、大型央企、大型金融机构、大型互联网平台等20 家单位作为节点共同组建了‘天平链’。天平链于2018年9月9日上线运行。通过利用区块链本身技术特点以及制定应用接入技术及管理规范，实现了电子证据的可信存证、高效验证，降低了当事人的维权成本，提升了法官采信电子证据的效率。截至目前，已经吸引了来自技术服务、应用服务、知识产权、金融交易等9 类23 家应用单位的接入。”［8］据其网站显示，天平链已有21 个区块链节点，在线采集数据约7 716 万条，存证验证数据近2.5 万条。据天平链运营单位数据显示，截至2021年6月，天平链的跨链存证数据量已达数亿条，涉及案件审理1 500多件［9］。2019年10 月，北京市互联网法院采用区块链智能合约技术实现“一键立案”，将区块链智能合约嵌入调解书案件中，区块链的各级节点建设可以实现数据的验证存储，而智能合约可以实现一键执行立案，极大地提高了法官的审判效率。

由此可见，区块链技术在国内外版权管理应用已初具规模，在我国司法实践中的应用充分说明其基础技术已经比较成熟，其法律效力得到国家认可。因此，在建设智慧图书馆体系中大规模应用区块链技术是大势所趋，也是必然选择。

3 基于区块链技术的国家图书馆版权管理系统建设

基于区块链技术的国家图书馆版权管理系统建设已经完成，并在全国有条件的图书馆开展试用。该系统以版权存证与版权捐赠为核心功能，利用数字DNA 算法为作品提供原创性证明，通过智能合约技术实现自主的作品版权捐赠，基于链上数据的可追溯性和不可篡改性保障版权信息的安全可靠。

3.1 系统总体技术架构

如图1所示，国家图书馆基于区块链技术的版权管理系统的整体技术架构以链为区分，分为链下客户端层与链上区块链层。

图1 国家图书馆基于区块链技术的版权管理系统总体技术架构

3.1.1 链下客户端层

链下客户端主要用于管理对象数据、版权信息等在链下存证的数据，数据间的真实对应关系和属性，通过数字指纹进行验证。链下客户端层（Dapp）采取去中心化应用，用户可以通过浏览器进行操作，分为业务前端与业务后台两部分。在业务前端界面，个人用户与机构用户可以进行账户管理、作品存证、版权交易、链下数据管理、版权交易查询、捐赠证书颁发、代理捐赠、代理交易等。其中，在账户管理功能模块，由系统对用户自动颁发区块链存证证书，用户可下载使用存证证书。业务后台是底层存储与业务前台的桥梁，只授权给版权管理系统的运营管理人员使用，主要进行运营维护和监督审查等业务操作。链下客户端可集中在一家机构内部署，也可以按需在不同机构分别部署。

3.1.2 链上区块链层

链上区块链层主要用于管理区块链账本数据、版权交易信息以及联盟链节点。分为智能合约层、共识层、区块链账本层、联盟链节点层。智能合约层用于实现版权捐赠的自动交易，将代码嵌入区块链中，一旦触发智能合约的条款，则系统完成交易。共识层中的共识算法和共识机制可以使分散的节点在区块链网络中高效地达成共识。区块链账本层管理区块链系统的信息存储，包括收集交易数据、生成数据区块、对本地数据进行合法性校验，以及将通过校验的区块添加到链上。联盟链节点层用于实现特定群体成员在区块链的维护治理，在联盟内部，将多个预选节点作为记账人，通常采用选举方式进行权限控制，由选定的记账节点共同决定每个区块的生成。

链上区块链层节点和链下客户端节点可以分别独立部署、互相不干扰。链上数据采用分布式存储的形式。分布式账本是一种在网络成员之间共享、复制和同步的数据库，用于记录网络参与者之间的交易，如资产或数据的交换。链上数据主要有作品存证信息与版权交易存证信息等核心信息，如交易的参与者、作品的数字指纹和存证的时间戳等。联盟链由属于不同机构的不同节点相互作用而组成，采用分布式账本的模式来记录数据，数据通过业务平台提交至链上的合约层进行处理，再经共识层确认后，分布式完成区块链记账。通过区块链的账本功能，充分实现并保障了系统中所有资产在捐赠交易过程中的安全性和有效性。

3.2 系统功能设计

如图2所示，基于区块链技术的版权管理系统按照业务流程进行模块化设计，包括用户管理、版权存证、捐赠交易、信息检索和审核管理。

图2 基于区块链技术的国家图书馆版权管理系统功能模块

用户管理模块负责对用户信息进行统一管理，用户的角色分为个人用户和机构用户两类，在功能上包括用户注册、用户登录和信息更改。版权存证模块可以实现对用户原创作品的版权登记，用户首先要登记作品的基本信息和版权信息，再上传作品对象数据，系统自动对该作品在系统内部进行相似性比对，比对后，如果无相同作品，系统则赋予该作品唯一的数字指纹区块链码，并自动生成存证证书。捐赠交易模块提供用户之间的版权交易，个人用户与机构用户均可对自己所属的作品发起捐赠，机构用户还可以通过站内信的方式对感兴趣的作品向权利人主动提出捐赠的申请，作品权利人对捐赠申请可以做出接受或者拒绝的表示。信息检索模块可以查询系统内所有作品的详情，还可以查询某一作品的存证版权信息以及捐赠交易信息。审核管理模块主要用于对用户进行管理、存证审核、捐赠交易监管。用户管理、版权存证和捐赠交易是系统的核心业务模块。

3.2.1 用户管理模块

用户管理模块主要对用户信息进行统一管理。用户类型分为自然人个人用户与组织机构用户两类。经过注册，用户可以进行登录、浏览、查询操作。只有实名认证后的用户才能进行资源存证、捐赠申请、捐赠受理等操作。如图3所示，个人用户填写真实姓名与身份证号，提交实名认证，机构用户需上传机构相关证明材料（如营业执照、含统一社会信用代码的事业单位法人证书等），由运营平台进行人工审核认证。认证通过后，平台将调用区块链接口，正式在区块链中创建具有唯一性的区块链账户，并返回注册用户在区块链中的唯一用户证书和用户信息相关密钥数据，供注册用户在运营平台后续的作品认证、捐赠交易等环节中使用。

图3 注册业务流程

3.2.2 版权存证模块

版权存证模块用于实现用户对自己原创作品的登记确权、作品提交，版权存证登记必须由实名注册后的个人用户和机构用户发起(见图4)。用户存证登记时，须上传存证资源，即作品的对象数据，同时声明自己所拥有作品的权利获得方式、权利范围、权利内容等版权信息，并填写作品的基本描述信息。

图4 版权存证业务流程

基于区块链技术的版权管理系统会根据用户上传存证资源的数字内容进行原创性证明，系统将采用哈希算法（Hash）自动生成该作品唯一的数据指纹，同时基于系统数据库中已存证的作品进行查重校验。对作品进行内容校验的目的是防止同一部作品被多次登记，如果数据库中已存在相同的作品，则中止存证流程。内容校验通过后，则开始进入存证审核流程。所有登记作品的存证审核，可由平台运营管理方进行人工监管。审核通过后，平台将根据上传作品的数据生成存证数据，同时调用区块链接口，自动进行区块链资源存证操作。业务前台根据区块链返回的证书信息和区块码密钥信息，为用户颁发作品存证证书，并提供存证证书下载服务。

存证模块不仅支持单个作品登记存证，而且支持批量作品的登记存证。批量作品登记存证的权限可以由系统管理员分配给机构用户。批量上传数据以Excel表格形式上传，模板须以资源种类为单位独立创建，如视频类、图片类等分别对应不同的模板，对象文件以ZIP 压缩包的方式批量上传。

3.2.3 版权捐赠模块

版权捐赠模块体现了智能合约环境下用户和机构之间的版权捐赠交易。版权捐赠的交易操作可分为用户主动捐赠版权和机构申请获取版权两种方式（见图5）。

图5 版权捐赠流程分析

（1）用户主动捐赠版权。用户在自主选择了计划捐赠的作品和受赠机构之后，点击系统中的发起捐赠功能，受赠机构将以站内信形式在系统中收到捐赠申请的邮件，受赠机构可以选择同意或拒绝，若同意捐赠申请则完成一次捐赠交易，系统将为本次捐赠行为生成捐赠证书。为了保证系统捐赠交易的可靠性和安全性，系统对可以进行捐赠的资源进行了限制，即用户必须存证审核通过资源才能发起捐赠行为。用户发起一次捐赠交易时，只能选择一家受赠机构，该受赠机构必须在系统中已经注册且通过实名认证。

（2）机构申请获取版权。机构用户可以对系统内已存在的作品的权利人发起要求获取版权的申请。如果作品的权利人同意捐赠，要在捐赠申请页面中进一步明确授权范围、授权时间等内容，捐赠成立后获得平台颁发的捐赠证书。如果作品的权利人不同意捐赠，则在捐赠申请中选择拒绝，也可以不予答复。

3.3 系统性能描述

为了面向用户提供更好的使用体验与数据安全保障，基于区块链技术的版权管理系统不仅重视用户对功能的需求，更关注系统性能。

（1）灵活性。在系统中进行登记存证的资源种类非常多样，包括图书、文章、图片、音频、视频、系统、口述史料、手稿、书画、照片、海报等。因此，要求系统必须具有灵活性，系统支持对作品信息登记字段配置与字段数量进行扩展。

（2）联盟性。系统中登记的作品来源与版权交易涉及众多主体，从主体的组成来看，可以理解成一个联盟，在授权允许的前提之下，所有资源在联盟间可以互相流转。

（3）开放性。充分考虑到系统和数据的开放性，可以接口形式实现与第三方系统进行数据交互。

（4）安全性。以安全为前提,系统对业务与区块链进行了分层，区块链主要解决底层核心数据交互、存证交易证书管理、数据事务有效性查验、业务关键数据账本分发等，能够较好地解决区块链交易数据过于庞大导致节点账本数据分发冗余的问题。分层的优势是有效解决技术扩展问题，保障数据的安全性和易用性。

（5）高并发性。系统具有高并发性，采用区块链动态存储技术、共识机制模式与执行并行处理相结合，可用于多个联盟链上的节点并发处理数据，适合在全国智慧图书馆建设中开展大规模应用。

基于区块链技术开发的版权管理系统具有鲜明的互联网新技术特性，不仅有效解决了原有数字环境下图书馆版权管理中的痛点，而且实现智慧图书馆建设阶段版权管理的良性循环，从而最终真正带来版权管理质的提升和飞跃。

4 关于智慧图书馆基于区块链技术版权管理平台的思考

区块链作为互联网环境下一项颠覆性技术，其开放、共享、智能的技术理念深度契合数字图书馆公共文化服务时代性、创新性、开放性的特征［10］。作为智慧图书馆的试点项目，区块链版权系统的应用和进一步完善，也必将成为全国大规模智慧图书馆体系建设的有力抓手和工作落脚点。

首先，以区块链版权管理系统为依托，将进一步构建并形成全行业强大可信的联盟链。在智慧图书馆体系建设中，图书馆需要有新的“信息共享的基础和环境，突破体制和机制的障碍，实现信息互联共享基础上的深度协同”［11］。区块链版权管理系统的去中心化、分布式部署、不可篡改、非对称加密、共识机制等特性正好对应智慧图书馆从信息生产到共享使用整个过程中的需求点［12］。各级公共图书馆借助本系统建设并形成区块链联盟，实现在资源管理、版权管理、信息保护、知识构建等方面的数据共享，同时协同联盟链中的其他公共图书馆开放数据集、开放数据模型、版权信息等内容，最终实现图书馆界对多元知识内容的集成管理、关联组织、整合发现与智慧化管理及服务。

其次，区块链版权管理系统将进一步构建并丰富图书馆新的多元化的资源获取模式。在权利人和图书馆之间建立一条有效通道，打破资源获取的版权壁垒，形成与著作权人的良性互动关系，打造全新版权生态系统。在传统的版权产业链条内，图书馆极少直接参与到版权运营环节之中，未来，版权生态系统的主导者将成为著作权人与使用方，区块链技术将权利人放在产业模式的中心位置，为知识产权的创造者提供一个公平分享价值的平台［13］。将区块链技术应用到传统方式难以处理的异构数据资源时，在登记、查询、追踪、维权等流程，有利于增强便利性与安全性［14］。基于区块链的版权管理系统将构建一种以著作权人和使用方为中心的新型模式，而不再单纯以出版商和数据库商等为中心，图书馆可以同时成为版权生态链中的参与者与使用者，使图书馆规避版权风险，有效解决资源版权归属问题，从而提升图书馆为读者提供知识服务的效率与效能。

再次，区块链版权管理系统将进一步建立更高级别的数据管理应对机制。智慧图书馆的建设需要保障图书馆数据的可靠性和可用性，图书馆在资源的采购、数字化加工、整合利用、发布服务以及长期保存等环节都涉及版权问题［15］，而区块链技术可以弥补可信性缺陷，通过非对称加密技术与算法有效解决数据安全管控薄弱的问题，利用点对点技术与智能合约有效解决数据开放共享问题，实现版权数据管理和交易过程的透明化，促进管理结构扁平化。

最后，下一步更需要结合国家网络安全体系建设，加强区块链技术系统的安全保障。虽然必须破坏并攻击全网51%以上的客户端节点，才能够对区块链的信息安全造成威胁，但区块链的安全性仍然存在一定隐患。在现代信息社会，网络安全的重要性不言而喻。因此，无论是现阶段还是未来，在区块链版权管理系统的顶层设计中，数据安全将永远作为第一位考虑的因素。下一步将通过改进底层代码，提升存储加密算法安全性，创建完整的数据闭环，对节点进行安全管控等数据安全策略，不断强化和加固区块链的数据安全性。同时，也要加强系统安全，保障网络层访问安全，保护用户隐私。

5 结语

利用区块链技术构建“以人为本”的全新的版权生态，是丰富和完善智慧图书馆馆藏体系的重要抓手，也是实现优质内容传递主流价值的必要举措。以版权保护为基础，借助区块链“去中心化的数据存储、不可篡改的链式结构，以及共同记录链上信息的账本明细、良好的信息安全保障和赋予自动执行能力的智能合约”［16］，解决作品在生产、管理和传播等全生命周期流程中出现的确权、确质、交换问题，为重构版权流通提供了全新的技术环境，加速推进了图书馆行业的良性发展，营造了良好的版权新生态。