区块链技术在智慧图书馆中的应用研究

摘要：智慧图书馆建设是推动城市智慧化转型、破解图书馆资源“孤岛”、优化图书信息资源配置的重要举措。利用区块链技术的去中心化、不可篡改和非对称加密的特性，可实现对图书馆数字资源的资产化管理，为全国图书馆数字资源的互联互通和智慧服务提供助力。基于此，论述了区块链技术在智慧图书馆建设中的应用价值和优势，分析了区块链技术在图书馆数字资源资产化转型中的重要作用，设计了基于区块链技术的智慧图书馆应用系统，旨在切实推动公共图书馆从传统图书馆向智慧图书馆的发展转型。

关键词：区块链"智慧图书馆"智慧化服务"分布式馆藏"版权保护

Research"on"the"Application"of"Blockchain"Technology"in"Smart"Libraries

CHEN"Ying

Hui'an"County"Library，"Quanzhou，"Fujian"Province，"362100"China.

Abstract："The"construction"of"smart"libraries"is"a"crucial"initiative"to"promote"the"transformation"of"urban"intelligence，"break"the"\"island\""of"library"resources，"and"optimize"the"allocation"of"book"information"resources."Utilizing"the"decentralized，"tamper-resistant，"and"asymmetric"encryption"features"of"Blockchain"technology，"it"is"possible"to"achieve"asset-based"management"of"digital"library"resources，"providing"support"for"the"interconnection"and"intelligent"services"of"digital"resources"in"libraries"across"the"country."Based"on"this，"this"article"discusses"the"application"value"and"advantages"of"Blockchain"technology"in"the"construction"of"smart"libraries，"analyzes"the"significant"role"of"Blockchain"technology"in"the"asset"transformation"of"library"digital"resources，"and"designs"a"smart"library"application"system"based"on"Blockchain"technology，"aiming""to"effectively"promote"the"transformation"of"public"libraries"from"traditional"libraries"to"smart"libraries.

Key"Words："Blockchain;"Smart"library;"Intelligent"services;"Distributed"collection;"Copyright"protection

近年来，在数字中国的发展背景下，区块链技术作为一种新兴的记录、存储和管理数据方式，开始逐步渗透到社会的各个领域。智慧图书馆作为图书馆未来发展的重要方向，是实现城市智慧化转型发展的重要内容[1]。区块链技术以其去中心化、不可篡改和非对称加密的特性，可有效解决图书馆在资源管理、信息共享等方面存在的问题，提升图书馆的数字资源管理、读者服务和资源共享能力，转变传统图书馆以书和资源管理为中心的服务和管理模式，提升图书馆的智慧化管理和服务水平。

１"区块链技术的应用价值和优势分析

区块链技术具有去中心化的特性，数据分布于网络中的多个节点，数据的存储、验证、更新和传输等不依赖单一的中央机构或服务器，且每个节点都保存着整个区块链的副本，使数据具有极高的安全性和不可篡改性。同时，区块链通过多重算法和加密技术可保证数据在存储、传输等各个环节的完整性和可追溯性，使网络中的参与者可在无可信任第三方的条件下完成交易，可有效地克服“双重消费”、“拜占庭将军”问题。

1.1"增强图书馆信息存储的安全性

在当前社会信息化和数字化发展的背景下，图书馆馆藏资源数据化是未来发展的必然趋势，也是智慧图书馆建设的重要目标。通过馆藏资源数据化，将不同载体、空间位置和表达形式的各类图文信息资料进行数字化加工和网络化存储，为用户网络检索、查阅和利用提供便利。但是，图书馆馆藏数字化也为馆藏资源安全存储带来了一定的风险。图书馆馆藏作为社会文化和信息的载体，一旦被恶意篡改，会对图书馆自身及社会文化造成不可估量的损失[2]。在图书馆智慧化转型的背景下，如何保护馆藏资源存储、传输安全及用户隐私成为智慧图书馆建设中必须解决的问题。

区块链技术可将图书馆馆藏信息存储于多个网络节点，使数据的存储、验证、更新和传输等操作不再依赖于单一的中央机构或服务器，运用分布式账本、区块链式数据结构等加密技术，可使区块链上的数据具有极高的安全性和不可篡改性，减少单点故障和数据篡改风险，有效地解决图书馆信息存储的稳定性和安全性问题。

1.2"提升信息传播的分享效率

传统图书馆与用户间的信息传播依靠“点对点”的方式完成，服务效率、信息传播分享效率低下[3]。区块链技术的分布式特点使网络上的每个节点都可以作为信息传播的节点，从而显著提升信息传播效率。同时，区块链中的信息传递速度由信息自身的价值和客户需求量决定，可极大地提升价值信息的利用率和传播效率，有力推进图书馆智慧化服务建设。

1.3"推动图书馆从信息传播者向组织管理者转变

现代信息社会的发展使图书馆的信息来源和信息数量急剧增长，传统图书馆的组织管理和知识分享模式越来越难以满足信息化社会背景下用户对信息多样化和个性化的共享及原创作者对版权保护的需求。智慧图书馆旨在为原创作者和用户建立全方位和一体化的服务平台，这就要求图书馆从传统的信息传播者向组织管理者转变[4]。而区块链技术为图书馆服务和管理职能转变提供了新的可能性。在进行版权及数字资产管理时，利用区块链技术的不可篡改的特性和智能合约，可建立不可篡改的版权保护和资源管理系统，实现对版权、使用权和分发权的有效管理。基于区块链技术的去中心化的特点，不同图书馆之间可建立一个去中心化分享平台，使不同图书馆间的资源共享更加高效和便捷，打破图书馆资源“孤岛”问题。利用区块链的非对称加密的特点和智能合约，可在保证信息高效分享的同时，为用户数据和个人信息提供有效保护。同时，用户也可以通过节点方便地获取有价值的信息，减轻对图书馆的依赖。这一信息管理模式的转变使图书馆客观上成为了信息传播网络的组织管理者。

2"区块链技术在智慧图书馆构建中的应用

基于上述分析可知，区块链技术的去中心化、不可篡改和非对称加密的特性可显著增强图书馆信息存储的安全性，提升信息传播的分享效率，推动图书馆从信息传播者向信息组织管理者的身份转变。

2.1"基于区块链技术的分布式馆藏资源存储系统

分布式馆藏资源存储系统是智慧图书馆建设的重要内容。自2005年国家数字图书馆工程以来，历经近20年的高速发展，我国多数图书馆已建立了较为完善的分布式馆藏资源存储系统[5]。但是，现有系统存在诸多不足。虽然馆藏资源已实现分布式存储，但资源管理仍然依靠一个中心节点或少数节点，一旦中心节点或管理节点发生故障，将会对数据安全和系统稳定造成影响，同时，在数据一致性、访问控制、权限管理、更新拓展等方面也存在一定的不足。

区块链技术可提供一个去中心化的区块链网络，网络上各区块节点平等，且每个区块都包含完整的区块链副本，使区块链上的网络存储、验证、更新和传输等操作不再依赖于单一的中央机构或服务器。同时，网络中各区块通过哈希指针相连，可几乎杜绝数据被非法篡改的可能性，保证所有系统交易和操作的可追溯性。因此，基于区块链技术，对现有分布式馆藏存储系统进行升级管理，可有效保证智慧化图书馆的信息存储安全，实现对图书馆各类馆藏资源的分布式存储管理。

该系统主要由存储层、验证层和区块链层构成。其中，存储层是分布式馆藏资源存储系统的核心，主要由现有图书馆存储系统构成，其主要负责根据图书馆现有馆藏信息生产可供区块链网络节点上信息传播的元数据；验证层由若干个验证节点组成，主要用于元数据收集、存储、元数据区块构造和用户签名信息验证；区块链层具有查询反馈、数据恢复等功能，可接收并处理来自验证层的查询请求，保证数据传输的透明性和可追溯性。在底层数据发生改变时，系统不会对既有区块的数据进行更改，而是在既有区块后面形成新的区块，从而有效保证整个系统的信息安全[6]。在系统运作机制中，元数据的存储与验证是保证数据安全的两个核心环节，具体如下。

（1）元数据存储。①用户对数据进行数字签名，保证数据的完整性和数据来源的可追溯性；②将已签名数据上传至存储节点，由存储节点生成数据副本的位置信息；③验证节点对数字签名和数据副本信息进行验证；④验证通过后，由验证模块根据已验证信息生成包含数据哈希值、时间戳和签名信息的元数据和数据区块，并将其更新在区块链中。

（2）元数据验证。①用户向验证节点发送数字签名信息，由验证节点对其中包含的用户身份和数据内容等验证信息进行验证；②验证节点对本地元数据区块链状态进行验证，确保其数据状态与区块链层数据状态的一致性；③若两者的数据状态不一致，则验证节点从区块链层读取数据，并将数据同步至验证节点，确保验证节点上数据的准确性；④数据同步完毕后，由系统检索用户数字签名信息，帮助用户确认其数据在区块链中的存储位置，从而检验验证数据的真实性和完整性。

2.2"区块链技术在版权保护中的应用

在进行知识分享的同时，智慧化图书馆对原创作者的知识产权保护也是智慧化图书馆建设的重要内容。运用区块链技术的去中心化特性、透明性和不可篡改性，一方面用户可以根据自身需求建立和管理自己的图书馆节点，利用这些图书馆节点分享和存储特定的馆藏资源，增加系统中图书馆种类的多样性和内容的丰富性，同时，同一系统中的不同图书馆节点之间实现各种不同数据格式和资源类型的馆藏资源的无缝连接和资源共享，提升智慧图书馆系统的兼容性和开放度；另一方面，系统可通过区块链技术的不可篡改特性和智能合约技术建立完善的版权管理系统，使用户只有得到原创作者的密钥许可解密后才能打开作品文件；在保证图书馆的公益性的同时，有效满足了用户的多元化阅读需求和原创作者的知识产权保护。

图书馆作为一种重要的城市公共基础设施，智慧图书馆建设必须充分体现其公益性。在智慧阅读系统开发阶段，智慧图书馆可通过设置用户阅读积分，在提升其公益性的同时，增强用户的参与感和归属感。用户可以通过阅读时长、发布原创作品、参与图书馆活动等方式获取阅读积分，这些积分可以兑换电子书、期刊文章等数字资源的阅读权限，提升图书馆的公益性，也可在兑换图书馆纪念品、文创作品等场景中使用，提升用户的参与度和忠诚度。

2.3"区块链技术在用户信用管理中的应用

用户信用管理是区块链技术的重要应用方向。利用区块链的全民记账技术，建立基于区块链技术的用户信用管理系统，可有效地保证用户信用记录的真实性、完整性和可靠性，督促用户按时归还图书。图书馆管理者可根据用户信用积分情况赋予用户不同的权益，加强对图书馆用户和图书馆馆藏资源的精细化管理。

用户信用管理系统由存储层、验证层、记录层和平台层构成，具体如下。

（1）存储层：该层由图书馆、用户管理和信用管理存储节点数据库构成，主要用于存储用户的基本信息及借阅、履约和信用信息。

（2）验证层：该层用于验证用户的身份和信用信息，并能够根据用户的借阅和履约情况对用户信用进行打分和信用分更新，并对已验证的数据进行签名，在信用链中生成新的信用区块。

（3）记录层：该层用于记住用户身份、信用、借阅记录等信息。

（4）平台层：该层为图书馆管理人员和用户提供管理平台，管理人员和用户可登录平台查询自己的身份、借阅记录、信用积分等信息，管理人员可通过用户管理平台对用户进行管理。

2.4"区块链技术在图书馆社会化教育中的应用

图书馆作为重要的社会性公众基础设施，社会教育职能是图书馆公益性的重要体现之一。在当前信息化高速发展的社会背景下，积极拓展多种形式的网络教育不仅有助于扩大图书馆的社会影响力，还能够适应新时代用户的学习习惯和学习需求，增强图书馆的公益性和服务质量，为社会化的知识传播和文化传承贡献力量。但是，当前图书馆网络教育模式仍有许多不足，在网络教育实施开展阶段，仍然高度依赖图书馆自身的服务器和信息技术能力，既无法满足图书馆智慧化发展背景下的网络教育需求，也限制了网络教育服务的可拓展性和灵活性。利用区块链技术的去中心化的特性，图书馆可建立跨地域的在线学习平台，为网络化远程教育提供支持，实现教育资源在全国范围内的分布式存储和共享，降低网络教育对图书馆单一服务器的依赖。

同时，构建基于区块链的教育资源共享平台，有助于打破优质教育资源的空间地理限制，将高质量的教育资源以更低的成本和更高的效率传播于更广泛的用户群体中，使偏远地区或经济欠发达地区的用户也能够享受优质的教育资源，破解图书资源“孤岛”和资源依赖问题。

3"结语

综上所述，在数字中国、智慧城市发展的大背景下，智慧图书馆是未来图书馆发展的必然趋势。在智慧图书馆建设阶段，充分利用区块链技术的去中心化、不可篡改和非对称加密的特性，可显著增强图书馆信息存储的安全性，提升信息分享效率，推动图书馆由信息传播者向组织管理者的身份转变。在智慧化图书馆管理系统设计开发阶段，将区块链技术充分融入图书馆馆藏资源管理、用户管理、版权管理等系统中，可有效保证图书馆馆藏的安全性，在满足用户多样化学习需求的同时，充分保护创作者的版权权益。未来，随着区块链技术、人工智能技术、云技术与智慧图书馆的进一步融合发展，图书馆将发展成为集知识传播、学习交流、创新孵化于一体的综合性服务平台，为人类社会的进步和发展贡献力量。

参考文献

[1]"周颖乐，吕东霞.基于区块链的智慧江西省图书馆体系构建研究[J].传媒论坛，2024，7（13）：118-120.

[2]"李慧，杜文龙，徐光辉.区块链技术在智慧图书馆的应用场景研究[J].物联网技术，2024，14（2）：117-120.

[3]"李晓飞，钟伟.高校智慧图书馆应用区块链技术以及保护读者隐私的策略研究[J].黑龙江教师发展学院学报，2023，42（12）：150-153.

[4]"刘雯.区块链技术“三链”应用于智慧图书馆的实践评估与未来展望[J].河南图书馆学刊，2022，42（12）：116-119.

[5]"梁浩然.基于区块链技术图书馆智慧服务升级路径分析[J].河南图书馆学刊，2022，42（10）：130-133.

[6]"杨晓菲，孔悦凡，孙继莆.智慧图书馆区块链安全框架模型设计与分析[J].农业图书情报学报，2023，35（4）：79-89.