利用区块链技术驱动国家数字图书馆创新升级

魏大威，董晓莉（国家图书馆）

1 背景

数字图书馆经过20世纪90年代的启蒙运动和从“复合图书馆”到“数字图书馆”的转型，实现了对传统公共图书馆服务和价值的进一步延伸和拓展。目前，国内数字图书馆的探索与实践基本成熟，已建立起由国家图书馆牵头、各级公共图书馆通力协作的国家数字图书馆。国家数字图书馆是以数字文化惠民工程——数字图书馆推广工程为基础的全国性数字图书馆服务体系，是对数字图书馆推广工程的统筹丰富、完善提高和提档升级。“十三五”期间，政府对公共数字文化建设的高度重视和信息技术的跨越式发展将为数字图书馆公共文化服务的可持续发展奠定坚实的基础和有力的保证。区块链（Blockchain）作为当今全球信息技术领域最受关注的创新技术之一，将为数字图书馆公共文化服务建设带来良好的社会效益和经济效益，有力促进国家数字图书馆的提档升级。

1.1 国家数字图书馆的创新发展

经过多年的探索与实践，国家数字图书馆在现代公共文化服务体系的标准化、均等化以及保障广大人民群众基本文化权益等方面做出了很多思考和探索，并取得了丰硕的成果。［1］

在标准规范建设方面，国家数字图书馆构建了围绕数字资源生命周期的标准规范体系，内容涵盖数字资源的创建、组织、服务、保存等业务环节，为我国公共数字图书馆的建设与服务提供了统一的参考依据。

在信息化基础设施建设方面，全国图书馆底层硬件平台加速升级，各省级、地市级图书馆的存储资源、计算资源进一步丰富，数字图书馆网络体系建设不断完善，信息技术支撑能力大幅度提升。逐步构建了连接国家、省、市、县级图书馆的数字图书馆及覆盖全国的公共文化服务一体化网络体系。

在数字资源建设方面，国家数字图书馆通过全国范围的资源联合建设，不断丰富数字资源建设的内容和数量，数字资源建设速度逐年递增、规模急剧扩大、种类日益丰富，构建了海量的分布式数字资源库群、大规模元数据和关联数据群。全国大部分省、市级图书馆都已建立具有地方特色的专题数据库。

在服务创新方面，国家数字图书馆利用新媒体扩大现代公共文化服务的覆盖面和辐射力，搭建起满足不同服务需求的新媒体数字图书馆服务体系，打造基于互联网、广播电视网络、移动通信网的跨网络、跨终端的服务新业态。

在新技术应用方面，国家数字图书馆一直跟踪新技术的发展并且成为新技术的应用者，通过不断将最新的信息技术充分应用于数字图书馆的业务与服务中，实现数字图书馆服务广度与深度的持续提升，以促进数字图书馆创新与融合的实现。［2］目前，国家数字图书馆正在依托海量的数字资源，利用大数据、云计算等现代信息技术，实现图书馆乃至公共文化服务机构之间资源的灵活共享，盘活公共文化服务珍贵的资源资产，以此强化图书馆行业的整体性和服务的协作性，深化数字资产的内容挖掘与内容分析关联服务，从而有效发挥现代公共文化服务在社会精神文明建设中的作用。

《文化部“十三五”时期文化发展改革规划》指出要“推动公共数字文化建设，加快数字图书馆、文化馆、博物馆、美术馆建设，统筹实施重大公共数字文化建设工程，加强数字产品和服务的开发，提高优质资源供给能力”，“统筹实施全国文化信息资源共享工程、数字图书馆推广工程和公共电子阅览室建设计划，完善国家公共文化数字支撑平台，建设国家基本公共数字文化资源库”。［3］这是一种互联网与公共文化信息资源建设、存储、保存、传播以及用户需求深度融合的公共文化服务新业态，它需要多机构协同、信息可信、供需分散、系统扁平等机制的保障。区块链技术本身就是基于传统互联网模式的一种创新，其以保证各参与主体信任为核心，促进信息的交换、认证等环节的高效率执行。因此，区块链技术将有助于消除公共信息的“权利化”，保障文化信息的平等获取，缩小数字鸿沟；促进多种形式资源和参与主体的协同；促进虚拟空间与物理空间的进一步融合，实现文献管理的多元化和低成本，为进一步完善公共文化服务体系，满足信息时代公众对图书馆的新要求提供有力的支撑。

1.2 新技术驱动数字图书馆智慧化发展

2010年以来，随着新一轮信息技术的发展和影响，中国数字图书馆界在实践的基础上不断拓展和延伸服务和价值，其重要手段之一就是与科技的融合发展，以科技创新提升数字图书馆的服务效能。随着大数据、云计算、物联网、区块链等新一代信息通讯技术的发展，数字图书馆正迎来新一轮的创新发展，以互联、智能、高效、便捷为主要特征的数字图书馆智慧化进程已经开启。［4］数字图书馆的智慧化发展，需要借助各类感知技术、物联网、大数据、云计算、区块链以及移动互联网等新技术帮助，使数字图书馆的基础设施和服务手段实现智能化升级，最终实现让任何用户在任何时间和任何地点通过任何设备获得数字图书馆所拥有的任何信息资源。数字图书馆的“智慧化”应当体现在数字图书馆业务的全流程中，并最终落实到为用户提供“智慧化”服务。

数字图书馆的智慧化体现在服务的全域化、资源的数据化、支撑体系的智能化，其以网络作为服务的主战场，将各级公共图书馆的资源（人力资源、文献资源、技术资源、社会资源）深度融合，以顺应智能感知、全面互联的发展新环境；以图书馆数字文献资源和用户数据为主体，利用知识组织、数据整合、知识挖掘、数据挖掘、智能搜索等多种技术手段，实现服务内容的细粒度化、全媒体化和语义化；利用各类信息感知技术、增强现实技术、大数据、分布式计算、区块链等技术，大幅提升数字图书馆支撑体系的智能化水平。

区块链是现代信息社会最前沿的技术之一，也是继大数据、云计算、物联网之后的又一项颠覆性技术，已被列入《“十三五”国家信息化规划》。《“十三五”国家信息化规划》明确将其定位为长期战略性前沿技术，并指出其是未来五年提供数字化、网络化、智能化服务的关键技术之一。［5］2016年10月，我国工信部发布了第一个官方指导文件《中国区块链技术和应用发展白皮书》。

区块链的基础核心是分布式数据存储、共识机制、加密算法、点对点传输等技术的集成应用，其技术理念深度契合了数字图书馆智慧化的发展理念，将为数字图书馆新一轮的创新发展注入新的引擎和活力，也将进一步提升数字图书馆服务管理质量的效率和效能，促进数字图书馆智慧化的实现，为更具魅力的现代公共文化数据互联环境和更大范围、更加多样信息共享空间的形成提供了可能。

2 区块链促进数字图书馆公共文化服务提档升级

公共文化服务作为政府公共服务的重要内容之一，其基础核心就是要保证公民的基本文化权利，即参与文化活动、享受文化发展成果、文化创造以及文化创造成果得到法律保护的权利。我国已明确提出，到2020年要基本建成现代公共文化服务体系。数字图书馆是现代公共文化服务体系的重要组成部分，也承担了为公众提供平等的公共文化服务和终身教育的职能和使命。区块链所具有开放性、数据不可套改、以及扁平化等特点，可以有效促进数字图书馆公共文化服务中各类服务资源（人员、技术、数字文献等）、服务主体（馆员、志愿者等）、服务客体（读者等）的有机融合，促进跨地域、跨行业机构的优势互补，消除数字图书馆公共文化服务建设中的区隔性，发挥协同效应，以有效控制服务成本、提升服务效能、提高资源利用率和公众对数字图书馆的认知度。

2.1 区块链技术与数字图书馆公共文化服务理念

区块链的技术特征符合数字图书馆公共文化服务的的技术发展方向，可以进一步促进数字图书馆的创新发展。

（1）区块链与数字图书馆公共文化服务都体现了分布式的思想。区块链上数据的验证、记账、存储、维护和传输过程都基于分布式系统结构。［6］近年公共图书馆跨机构、跨地域协作开展文化服务的模式已极为普遍，机构间的协作不断加强，文献资源、管理数据、服务信息已出现分布式、高耦合的状态。与传统的中心化集中管理模式不同，区块链利用分布式结构可以为机构与机构间点对点的数据流通提供基础，使得文献资源、用户信息、管理信息的数据在统一控制下实现共建和共享，进而有效提升管理效率，节约管理和流通成本，契合了数字图书馆公共文化服务的分布式协作思想。

（2）区块链与数字图书馆公共文化服务都体现了可信性的思想。区块链提供了可信数据管理功能，其从存储的可信性、处理的可信性以及外部访问的可信性三个层面予以保障。数字图书馆文化服务同样需要保证文献资源收集、存储、流通的可信性。在区块链密码学的支持下，利用区块链上具有维护功能的节点，按照共识机制共同开展维护工作，可以有效保证数字图书馆文化服务的可信性。

（3）区块链与数字图书馆公共文化服务都体现了智能、灵活可扩展的思想。区块链具有智能合约（Smart Contract）机制，由系统自动判断触发条件并运行，无需人工干预，具有较高的准确性。［7］未来，在数字图书馆资源采选、数字化、合作共建等场景中都将有广泛的应用空间。例如，在数字文献采选过程中，涉及文献资源的提供方、资源流通方和资源使用方，把资源的购买、捐赠、呈缴、转让等交易部署在区块链上，借助智能合约对资源采选流程进行编写、执行，可以有效提高资源采选工作的智能化和自动化。利用区块链的可扩展特点，根据对各服务主体的审核和能力的评估，可以动态增加或减少参与服务的机构和个人，有效契合了数字图书馆公共文化服务的智能、灵活可扩展思想。

（4）区块链与数字图书馆公共文化服务都体现了扁平化的思想。区块链通过分布式记录和存储的形式，实现不同节点之间数据信息的自我验证、传递和管理。随着社交媒体的发展，信息传播方式逐步从“单向传播”向“多元主体双向传播”模式转变，“扁平化”、“用户创造内容”逐步成为公共文化服务的一部分。区块链的智能合约、共识机制以及可追溯、可验证等特性，将有助于形成在政府主导下，各文化服务机构、个人、社会、市场的良性互动与平衡。

2.2 区块链技术在数字图书馆公共文化服务中的应用

区块链技术在数字图书馆公共文化服务中的应用可以从资源维度、管理维度以及服务维度三个方面进行分析。

2.2.1 资源维度

数字图书馆数字化加工、数字服务、数字保存等环节都会涉及数字版权的问题。此外，近年飞速发展的文化大数据也存在所有权问题，对其应用也必须在严格可控的范围内进行。区块链技术的不可变更性和可追溯性，为证实数字信息的原生性和存在性提供了一种新型手段，其可以为任何版权客体分配一个不可变更的印记，且该印记是独一无二的，以证明其存在性和原生性。通过这种方式，可以有效解决数字版权权属不清的问题，避免引发图书馆公共文化服务的版权危机，降低数字版权纠纷的复杂性，并使数字信息的版权保护变得简单、快捷，有效降低版权控制成本。

大数据时代，数字图书馆通过采集、分析读者的借阅行为数据和社会关系数据，为用户提供个性化智能推送服务和知识关联服务已成为提高用户服务效率和用户满意度的关键。［8］为保证采集到的用户数据的全面性和真实性，数字图书馆必须对读者行为数据和社会关系数据进行全面的采集、存储和分析。但是，大数据环境下读者的个人隐私数据面临很多新的安全威胁，现有的数据安全技术无法完全保护个人隐私。区块链技术为保护个人隐私提供了有效的解决方案。区块链的分布式账本技术以及永久记录和便于审计等特点，可以保证读者个人隐私数据的完整性、可审计性和受限使用性，为大数据时代图书馆解决读者个人隐私保护问题，完善用户隐私保障体系，提供了一条有效的解决途径。

随着数字图书馆推广工程等多个数字文化惠民工程的建设，信息资源共建共享已逐步成为目前数字图书馆建设的主流建设模式。信息资源共建共享是指图书馆在自愿、平等、互惠的基础上，通过建立图书馆和图书馆之间以及图书馆与其他机构之间的合作、协作关系，在互相协调中利用先进的科学技术、各种方法和途径，开展共同建设和共同利用信息资源的工作。［9-11］信息资源共建共享的核心问题是需要保证共享资源的真实性和唯一性，即共享资源是完整的、未经过非法篡改的、且资源内容不是重复的。区块链智能合约机制，可以使得资源在多主体共享时，通过内置的资源认证机制，保证资源的审核、流转、共享等环节自动完成，且保证认证过程在共享主体间的透明性和不可篡改性。通过多主体共同认证，保证共享资源的真实性和唯一性。利用区块链技术可以为信息资源提供不可篡改的数字化证明，这种数字化证明可以与已有的应用无缝整合，为每一个文字、图片、音频、视频加盖唯一的时间戳身份证明，交叉配合生物识别技术，从根本上保障了数据的完整性、一致性。2.2.2 管理维度

公共服务通常指在一定社会共识基础上，由政府主导、民间参与，保障全民生存和发展基本需求的各类服务。［12］《关于加快构建现代公共文化服务体系的意见》关于公共文化服务社会化发展方式创新，明确提出推广或试点的新方式。［13］推广运用政府和社会资本合作模式，即PPP模式，也就是“政府陪同投入机制”。数字图书馆作为公共文化服务的一部分也将逐步引入该运营模式，随着市场机制的引入，将出现服务提供主体和提供方式多元化的局面。市场参与主体的增加使得数字图书馆公共文化服务的管理信息海量化，公共文化服务管理难度将大大增加。传统的集中管理模式由于不具备经济性、高效性和可持续性，将无法满足多元化主体参与模式下对数字图书馆公共文化服务的高效管理。利用区块链的分布式账本、加密、共识等技术机制，可以有效实现在中心机构集中调控下，各参与主体自治的目的。即行政主管部门牵头组织，同时选取部分大型图书馆如国家图书馆作为中心机构承担设计者、协调者的角色，各社会参与主体作为分支机构，对其所拥有文献资源、管理数据、用户数据自行进行管理和流通。中心机构负责数字文化资源管理、反馈、审核、监督、评估、保障机制的制定，并通过有效的绩效考评机制进行服务主体资格的审定。这样，既可以有效避免集中管理模式存在的运行成本高、信息安全性差、用户隐私难以保障等问题，又可以避免在缺乏中心化机构管理的情境下，各主体之间存在的互信问题。区块链技术的应用，将有效促进行政主管部门、社会和群众自我等主体间的良性互动机制的形成，进而有效提高数字文化资源的利用率和公共文化管理水平。

公共数字文化的基本特点是均衡发展，其核心是保障地区间、城乡间、不同群体间的公民都能公平、平等地享有公共文化服务，利用现代信息技术消除“数字鸿沟”，实现公共文化服务的精准扶贫。在三大数字文化惠民工程的示范作用下，当前我国数字化公共文化资源成倍增长，各类硬件基础设施建设日趋成熟、新媒体服务手段极大丰富。利用区块链技术可以进一步推动数字图书馆公共文化服务的协同创新，促进服务的均等化。利用区块链的开放性优势，可以在区块链节点上有效保存各类描述性、管理性、技术性数据，拓宽资源覆盖面，提高资源服务的时效性；利用不可篡改性，可以有效保证数据信息的可信性，避免资源被恶意篡改，保障信息的真实完整性；利用分布式账本技术，可以有效突破现有系统间割裂的限制，解决系统间的互信问题，并在此基础上构建扁平化、低成本、高效运转的数字图书馆公共文化服务平台。

2.2.3 服务维度

数字图书馆是现代公共文化服务体系的重要组成部分，其核心服务内容之一就是阅读推广。［14］数字图书馆一直在资源与读者之间发挥主导作用，作为中介主体承担着阅读资源与读者之间的桥梁作用，以活动为主要手段进行阅读推广服务。这种单向链接方式，容易导致读者与资源无法充分交互、读者阅读需求无法充分满足的情况。利用区块链技术的分布式规则，可以帮助数字图书馆逐步弱化在读者阅读中扮演的服务主体角色，实现“阅读资源与读者”、“读者与读者”之间的直接交互。随着交互节点数量的增加，原本分散的阅读行为数据将在同一网络平台间汇聚流动，并形成一个有价值的数据集合，结合利用大数据、云计算等技术手段可以实现阅读推广服务的精准化。

数字图书馆信用服务是近年我国数字图书馆领域开展的一项新型服务方式，即用户直接使用自己的社会信用指数，免证、免押金地分类享受数字图书馆提供的资源与服务。其作为数字图书馆的一项创新服务，将有助于帮助政府与社会唤醒相当大一部分社会群体（既包括图书馆的持证读者，也包括非持证读者）的信用意识，提升全社会对数字图书馆的关注度，对于数字图书馆事业的深入发展意义非凡。［15］建立数字图书馆自身的用户信用体系是数字图书馆开展信用服务的基础。数字图书馆自身信用体系的建立需要对散布在各级图书馆的信用资源进行采集、存储、加工与整合，如此庞大的数据要集中存储，信息安全难以保证。因此，可利用区块链技术的总账方案，建立社会信用链系统。这不仅可以避免重复建设造成的人力、物力浪费，而且可以发挥现有信用资源优势，扩大信用信息覆盖的广度和深度。

社会教育职能是图书馆基本职能之一。在大数据时代，公众需要具备一定的信息素养甚至数据素养，才能符合社会发展需求。为了达到“启迪民智，普及教育”的目标，满足终身学习的大众需求，在公众信息素养教育中应当充分发挥数字图书馆信息资源管理的优势，推动全民信息素质建设工作。目前，我国高校的信息素养教育尚不完善，数字图书馆通过与学院层面开展合作，可以有效摆脱目前图书馆教育职能处于低水平的现状。如数字图书馆利用MOOCS等现代教育手段，开展信息素养在线教育，通过证书发放提高用户体验，增加用户对在线教育的接受度。而其核心是需要提高课程证书的效力和可信度，改善在线学习效果。区块链技术可以有效提高证书的可信度，通过将区块链不可更改的分布式数据记录应用到数字图书馆的教育过程中，可以有效记录学习者在MOOCS等软件系统中的活动痕迹，组织和存储学习者的成绩；利用区块链的开源、透明、不可篡改等特性，可以有效保证其教育过程与结果的真实可信。

3 未来数字图书馆应用区块链的思考

目前区块链在金融、教育、物流等领域已经进行了深入的研究和开发，在公共文化服务领域的创新性应用尚未成熟，仍有很大的拓展空间。区块链符合现代公共文化服务体系时代性、创新性、开放性的特征，其是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等技术的新型应用模式，对于提升数据的完整性与精确性、打破机构间的壁垒效应、提升服务效能有良好的促进作用。但是，也应当充分认识到，数字图书馆在应用区块链的过程中将面临缺乏相关的扶持政策、标准规范尚未统一、专业技术人才匮乏等诸多问题。未来，应以顶层规划、标准规范建设、应用示范、人才培养等方面为重点，促进区块链在数字图书馆中的应用和推广，提高数字图书馆的运行效力，为数字图书馆公共文化服务的建设与发展带来创新动能。

3.1 加强数字图书馆区块链应用的顶层规划

在国家层面，应当尽快出台区块链技术在公共文化服务领域的政策指导文件，从运营管理机制、技术应用策略、组织协调机制等多方面制定相应的规章和细则，充分调动相关机构的职能作用和资源优势，协同推进区块链在公共文化服务领域的应用。同时，应当加强与已出台的现代公共文化服务体系建设政策、国家大数据战略、“互联网+”行动计划等相关政策衔接，以确保相关政策的统筹规划。按照信息技术的发展规律，充分发挥区块链技术优势，建立区块链在图书馆行业应用的管理体制和运行机制，促进多渠道的合作共建和成果共享。研究数字图书馆公共文化服务领域区块链技术应用、数据产权、权益分配等重大问题，制定并出台配套的政策和措施，以吸引并引导各地区图书馆结合实际条件，将区块链的应用纳入本机构的发展规划。

3.2 完善相关标准规范的建设

推进数字图书馆区块链应用标准体系建设，对区块链的基础标准、系统可信互操作标准、数据开放标准、数据安全标准等制定相关标准与应用规范，以打通区块链的应用通道，推动不同部门、不同机构、不同层级间系统、数据的互联互通，提升区块链的应用效果，构建科学规范的区块链应用环境。

3.3 加快通用平台的建设和应用示范

在国家政策的统一指导下，深入调研，充分分析全国数字图书馆领域区块链的应用需求，以需求为导向，吸引社会力量参与数字图书馆区块链统一开发平台的建设，以降低研发成本，保证机构间不同应用的兼容性和互操作性，促进各行业机构实现在该平台基础上的创新应用。研究数字图书馆区块链应用的目标和任务，并制定合理的短期、中期和长期规划，以支持开展区块链的创新应用示范，并结合应用示范建设过程中发现的问题，对底层通用平台和上层应用模式进行调整和优化。

3.4 促进区块链技术应用的持续创新

开展与各级图书馆、博物馆、美术馆、文化馆等公共文化服务机构的合作，推进区块链在公共文化服务领域的全面创新应用。通过立项支持等手段，优化资源配置，促进区块链应用的持续创新。引入市场化机制，鼓励社会力量参与到数字图书馆区块链平台的构建过程中，研究算法，提高性能，并在一定的规则指导下提供增值服务。人才是区块链应用的核心。目前，如何借鉴区块链在其他领域的应用成果，将区块链技术转移至数字图书馆领域是区块链技术应用的重点。因此，在数字图书馆区块链技术人才培养方面，不仅需要熟悉区块链技术的人才，还需要了解数字图书馆建设与管理思路、熟悉数字图书馆业务工作以及相关公共文化服务政策法规的复合型人才，可以通过重点实验室等项目的建设逐步培养数字图书馆区块链技术应用团队。

4 结语

国家数字图书馆充分依托现代信息技术，在实践的基础上不断拓展和延伸服务和价值，其重要手段之一就是与科技的融合发展，以科技创新提升数字图书馆的服务效能。未来，无所不在的信息社会正在到来，在国家战略的指导下，数字图书馆正迎来新一轮的创新发展，数字图书馆的智慧化征程已经开启。区块链作为又一项颠覆性技术，其技术理念深度契合了数字图书馆公共文化服务时代性、创新性、开放性的特征，其开放、共享、智能与数字图书馆的发展理念相吻合。基于已有的数字图书馆公共文化服务建设成果，依托云计算、物联网、大数据等新一代信息技术作为基础设施支撑，区块链技术将对未来数字图书馆的服务模式、服务内容和服务形态产生深刻的影响。数字图书馆应用区块链技术，将从顶层规划、标准规范建设等方面入手，以充分释放各机构的优势资源，达到跨机构、跨时空的深度融合，为更具效能的服务管理能力和更具魅力的公共文化数据互联环境的形成提供了可能，为促进数字图书馆公共文化服务的提档升级、创新发展提供了新动力。