基于区块链技术的高职院校图书馆信息化应用研究

宋扬 李东

摘 要：区块链技术是一门由多学科、多领域综合的前沿信息技术，具有去中心化、去信任、不可篡改和可追溯以及匿名性与安全可靠等特征，同时拥有公开加密算法、分布式区块链结构、技术共识机制、智能合约等四项核心技术。为实现区块链技术与高职院校图书馆信息化建设的对接，要构建去中心化点对点的思维方式、分布式区块链结构的数据系统和分布式存储安全保障系统。区块链技术应用背景下图书馆信息化的建设可在图书馆馆藏资源存储安全系统构建、图书馆管理服务系统建设、图书馆资源共享系统构建等方面进行探索应用。

关键词：高职院校图书馆;信息化建设;区块链技术;应用与研究

基金项目：2019年江苏高校哲学社会科学研究基金项目“大数据时代高职院校智慧图书馆建设研究”（项目编号：2019SJA1150）

作者简介：宋扬，女，常州信息职业技术学院图书馆馆员，硕士，主要研究方向为文献资源建设、咨询服务; 李东，男，哈尔滨师范大学展览中心研究馆员，主要研究方向为数字智能化图书馆。

中图分类号：G710              文献标识码：A              文章编号：1674-7747（2020）09-0063-05

随着现代信息技术的快速发展和区块链技术的推广应用，高职院校图书馆信息化建设进入了一个新的阶段，并成为衡量高职院校教育现代化发展的重要标志。2016年10月，我国工信部发布了有关区块链的第一个指导文件《中国区块链技术和应用发展白皮书》。2016年12月，国务院下发《十三五国家信息化规范的通知》，明确指出要“强化战略性前沿技术超前布局”[1]，其中包括“人工智能”“大数据认知分析”“区块链”等。2017年7月，国务院《关于印发新一代人工智能发展规划的通知》提出，“促进区块链技术与人工智能的融合，建立新型社会信用体系”[2]。2017年8月，国务院关于《进一步扩大和升级信息消费持续释放内需潜力的指导意见》提出，“开展基于区块链、人工智能等新技术的试点应用”[3]。这些文件说明了国家层面对区块链技术应用和发展的重视程度，肯定了区块链与大数据、云计算、物联网、人工智能等新兴产业和前沿技术的地位[4]。区块链技术的普及应用将进一步推动高职院校的信息化建设。信息化建设是学校实现教育教学现代化的重要途径，引领和支撑学校教育现代化的发展。

一、区块链技术的涵义

2009年，比特币以虚拟数字货币的形象进入人们的视野，区块链还没有诞生。但随着比特币的火热，人们开始挖掘比特币系统背后的技术——区块链技术。近两年，人们普遍认识到其价值所在。随着区块链技术的普及，世界发达国家的政府、研究机构、企事业单位和高职院校都十分重视区块链技术的应用和发展。

（一）区块链特性

区块链具有四个特性。一是区块链去中心化特征。作为一个记账系统，区块链在整个网络中每个节点权限对等，节点之间权利和义务是均等的，数据分布式存储，每个节点都可以参与数据区块的验证过程，以密码学原理为共识算法进行交易，无需第三方，任何交易都可以直接进行支付交易，在整个网络中无中心化的硬件或机构存在。二是区块链去信任特征。区块链系统中的信任不是由第三方确定监督制约完成的，所有节点通过算法进行自我约束，因为每个参与者对共识机制持认同态度。任何节点都会排斥和抑制恶意欺骗系统的行为，系统内的运行规则和数据内容公开透明，节点之间的数据交换不需要相互信任。三是区块链不可篡改和可以追溯。這是由系统机制自身所决定的。在区块链系统中，记录交易的信息和数据进入系统内之后，任何人员无法修改，包括内部工作人员。记录交易的信息通过验证添加到区块链系统中被永久存储。因此，区块链系统的数据具有稳定性、可靠性和安全性。四是区块链匿名性与安全可靠特性。区块链采用非对称密码算法和工作量证明算法，保护了节点的隐私和匿名性，在分布式记账形式下所有参与的节点都有一份完整的数据拷贝。系统内参与的节点越多，计算能力越强，安全性越高。

（二）区块链的核心技术

区块链的核心技术由四个方面组成。一是区块链核心技术公开加密算法。在区块链系统中，根据密码学原理加密算法公开运用的有椭圆形曲线算法、SHA-256哈希算法、对称加密算法、默克尔树算法以及一些编码算法，编码算法有Base58编码、Varint编码、DER编码[5]。二是区块链核心技术分布式区块链结构。区块链是以区块为单位的链状数据结构，把数据分成不同区块，区块按时间顺序先后生成记录了被创建期间发生的所有价值活动。所有区块都记录着时间和日期，并与前面的区块衔接呈现前后顺连的完整数据。区块链采用分布式记账系统，系统内的运行过程以去中心化的方式进行数据存储、交易验证、信息传输等，通过分布式进账、分布式存储和分布式传播实现。三是区块链核心技术共识机制。共识机制是区块链系统中的关键之一，解决了分布式记账、存储、传播场景下达成一致的问题。通过筛选账本，将其固定下来，形成不可更改的机制。而工作量证明、权益证明和股份授权证明是区块链共识机制中主要的三个内容。四是区块链核心技术的智能合约。智能合约是在区域链之前出现的是计算机交易协议，无需中介，自我验证、自动执行合约条款。随着区块链技术的应用和普及，区块链上的智能合约具有去中心化、去信任、可编程和不可篡改等特性，可以灵活嵌入各种数据和资产，帮助实现安全高效的信息交换、价值转移和资产管理等。在分布式系统中，每个节点在智能合约下自助协作运行，具备较高的灵活性。

二、区块链技术与高职院校图书馆信息化建设的对接

区块链技术是一门由多学科、多领域综合的前沿信息技术，具有高效、低成本、安全性能可靠等优势。随着信息技术的快速发展和信息化建设不断深入，高职院校图书馆取得了一定的成绩，在办公、管理、服务等方面基本实现了信息化，这使高职院校图书馆的现代管理和服务工作有了质的变化，图书借阅管理、馆藏资料整理等方面基本实现了数字化。但是，随着时代的变化和高职院校发展的需要，师生学习、工作的需求不断增加，这对图书馆的发展提出了新的挑战。现代高职院校图书馆应该是学校学科专业建设、科学研究、信息收集交流处理中心，应该向服务于学校的教学、科研、学术交流和育人等综合体方向发展。区块链作为信息技术领域里的前沿技术，将推动智慧型图书馆建设的转型升级。高职院校图书馆应积极承担起应用者的重任，重视区块链技术在图书馆领域里全方位的应用，加强研究力量的配置，组织骨干队伍进行研究，充分发挥区块链技术的优势和特点，推动图书馆信息化建设的深入发展，使图书馆的管理和服务有质的飞跃。

（一）构建去中心化点对点的思维方式

区块链技术采用分布式记账体系，通过分布式记账、存储和传播实现系统内数据存储、交易验证、信息传输过程的去中心化。图书馆在去中心化过程中要减少中间节点的工作。因此，运用区块链技术去中心化既是技术方面的事情，又是一种新的管理理念的尝试。构建这种区块链技术的思维方式是图书馆信息化建设的前提。

（二）构建分布式区块链结构的数据系统

区块链技术在高职院校图书馆的信息化建设中有着不可替代的应用优势。在馆藏资源数字化建设中，可以分布式处理数据资源，可以直接传输，也可以以开放的方式获取数据节点上的资源数据。区块链技术是以区块为单位的链状数据结构，按照时间先后顺序生成，每一个区块盖上时间戳，并和上一个区块链接在一起，以先后顺序形成一套完整的数据。“区块+链”的结构系统，可以对每一笔数据进行追本溯源，并验证其准确性。高职院校图书馆可以用密码学的加密方法，对图书馆数据资源进行存储和更新，并用逻辑顺序组合的方式，按照时间顺序，在对数字资源进行区块的基础上，组合成链式的数据结构，通过区块链把图书馆数据资源转变成不可更改的数据形式。

（三）构建分布式存储安全保障系统

为了满足用户对馆藏资源获取的需要，图书馆通常把资源数据与互联网衔接，这导致资源数据库不安全因素增加，馆藏资源不能得到有效的安全保障。区块链技术的应用主要是以信息加密安全认证为主，通过利用加密数据库单项封闭的特性，可以对数据资源提供安全保障，防止直接盗取，这不仅提高数据库的安全性，而且对主体进行了强化安全认证，同时满足了用户高效率的数据交互需求。因此，信息资源的安全认证，与分布式存储、信息安全加密、管理主体多元参与等方式的运用有密切联系。

三、区块链技术背景下图书馆信息化建设的应用探索

高职院校图书馆要适应学校现代化发展和现代化管理的需要，满足广大师生对教学、科研学习等方面的服务需要，这离不开现代科学技术的支持，尤其是信息技术的保障。图书馆的信息化建设中要加强新技术的应用和开发，这不仅是图书馆当前工作的重要任务，更是研究的重点。目前，区块链技术的普及应用发展，不仅为智慧型图书馆建设提供了新的技术支撑，而且为提高图书馆的管理水平提供了技术保障，同时为图书馆服务质量的提升注入了新的动力和活力。在信息化建设中，图书馆应建立有效的组织机构和保障机制，开展针对区块链技术应用研究的实践探索。

（一）图书馆馆藏资源存储安全系统构建的应用

馆藏资源是图书馆资源中的重要组成部分。构建馆藏资源存储安全系统，既是图书馆信息化建设和发展的需要，又是提高内部管理水平、提升服务质量的内在要求。基于区块链技术在图书馆信息化建设中有着广阔的应用空间和理论基础，图书馆可结合自身管理、服务和发展的需要，利用区块链的开源特性和数据挖掘机制、加密性的技术，构建满足于客户服务需要的具有开源性、加密性的资源存储安全系统，提高图书馆信息资源安全存储的安全水平和防御能力。同时，图书馆可根据用户的需要，对身份、职业、年龄、性别等信息进行加密认证，通过区块链把馆藏资源数据库进行安全加密，在上下游终端进行联系和系统管理认证，实现双重认证和双重加密，双向认证的互相畅通保障数据传输渠道畅通的同时，提高馆藏资源的安全性。

（二）图书馆管理服务系统建设的应用

现代信息技术的快速发展推动着高职院校图书馆服务和管理方式的深刻变革。区块链技术的应用和发展为智慧型图书馆建设带来了新的机遇和挑战。管理和服务是对图书馆进行考核评价重要指标，也是反映图书馆整体发展水平的重要内容。不同时代有着不同的标准和要求。公元前6世纪，雅典的哈德良图书馆规定不得将图书携带出馆，对图书馆进行封闭式管理;17世纪，德国的马萨林图书馆开始每周为普通人提供开放日服务;现代社会，图书馆能为读者每周提供二到三次的文献服务。图书馆的管理和服务由封闭式到开放式，是人类社会进步的结果，也是图书馆与时俱进、时代变迁的要求。随着信息技术的广泛应用，人们的思想观念得到巨大改变，高职院校图书馆利用新技术、新设备，使管理和服务工作提质增效，适应了教职员工和学生学习、工作的需要。区块链技术的应用将进一步推动智慧型图书馆建设，实现图书馆资源使用过程全流程记录，降低图书馆操作系统的违规操作次数，保护用户隐私。

（三）图书馆资源共享系统构建的应用

随着大数据、云计算、人工智能、物联网等技術的广泛应用，图书馆信息化建设不断深入，智慧型图书馆建设已成为高职院校图书馆建设发展的新趋势，成为高职院校智慧校园建设的重要组成部分。区块链技术的普及和应用为智慧型图书馆建设提供了有利的技术保障和支持，改善了图书馆管理和服务的环境，拓展了空间，提高了资源利用效率。这既是图书馆提升服务能力的有效途径，也是智慧型图书馆建设的重要内容。智慧型图书馆建设离不开资源共建共享系统的构建，应用区块链的分布式账本技术可以将不同的信息资源存放在不同的区块中，构成单一的图书馆区块。以常州科教城为例，五所高职院校在同一园区办学，门对门只隔一条马路，户连户只隔一道围墙，这有利于图书馆资源共享系统的构建。各学校图书馆都是一个节点，在充分发挥各学校图书馆特色优势的同时，五所学校通过智能合约达成共识，以协议的方式共享五个学校图书馆信息资源，进一步提升各学校的知识服务质量，降低办学成本，提高资源共享率。

高职院校图书馆以提升管理水平、提高服务质量、适应现代高职院校发展需要为目的。区块链技术是继大数据、云计算、人工智能、物联网等的新一代信息技术，与高职院校智慧型图书馆的建设相契合，将对图书馆的服务模式、管理方式以及形态变化产生深远影响。高职院校图书馆应该积极应对，组织相关人员对区块链技术应用进行学习和研究，在已有信息化建设的基础上进行深度融合，构建区块链技术图书馆应用系统，进一步推动图书馆智慧化建设。但是，高职院校图书馆在区块链技术的应用与研究方面尚处在起步阶段，还存在着一些问题，例如，由于信息技术更新快，图书馆利用大数据、云计算、人工智能、物联网等技术进行应用实践的同时，要进行区块链技术的学习与应用，这使得图书馆存在精力和资金等方面投入不足、技术队伍素质不高、人员数量不足等问题。因此，图书馆在区块链技术应用学习研究过程中应建立相关的配套组织机构，有计划地开展工作。

參考文献：

[1]国务院.国务院印发“十三五”国家信息化规划的通知[Z].国发〔2016〕73号，2016-12-15.

[2]国务院.国务院关于印发新一代人工智能发展规划的通知[Z].国发〔2017〕35号，2017-07-08.

[3]国务院.国务院关于进一步扩大和升级信息消费持续释放内需潜力的指导意见[Z]. 国发〔2017〕40号，2017-08-13.

[4]中国区块链技术和产业发展论坛.2016年中国区块链技术与应用发展白皮书[EB/OL].[2020-08-15].http：//www.199it.com/archives/526865.html.

[5]袁勇，王飞跃.区块链技术发展现状与展望[J].自动化学报，2016，42（4）：481-494.

[责任编辑    刘素萍]

Research on the Application of Information Construction of Higher Vocational College Library based on Blockchain Technology

SONG Yang， LI Dong

Abstract： Blockchain technology is a multi-disciplinary and comprehensive cutting-edge information technology. It has the characteristics of decentralization， de trust， unforgeability and traceability， anonymity， security and reliability. At the same time， it has four core technologies， including public encryption algorithm， distributed block chain structure， technical consensus mechanism and smart contract. In order to realize the connection between blockchain technology and the informatization construction of higher vocational college library， it is necessary to build a decentralized point-to-point thinking mode， a distributed block chain structure data system and a distributed storage security system. Under the background of blockchain technology， library information construction can be explored and applied in the construction of library collection resources storage security system， library management service system， library resource sharing system， etc.

Key words： higher vocational college library; information construction; blockchain technology; application and research