区块链技术驱动的图书馆智慧服务研究

于兴尚 赵永林 凌耀银

（广州工商学院图书馆 广州 510800）

1 引言

开发智力资源、保存文化遗产、进行社会教育是当今图书馆的重要职能，但随着智能技术的深层次发展，新技术变更了用户获取信息方式、改善了图书馆组织知识平台模式，然而图书馆的一些复杂性业务问题也逐渐显见，如积聚虚实馆藏资源、构建智能资源检索窗口、缓解传统图书馆服务的弱价值等服务模式，这些都需要先进技术从多维度认知计算加以支撑，所以需要一种全新的互信机制实现对图书馆资源、空间、服务等业态管理流程的塑造和探索。区块链作为一种新兴的信息技术，其内置的时间戳、智能合约等特征为图书馆数据信用赋能、碎片化服务叠加和场景化服务重置等智慧化服务创造了链式结构，为图书馆服务与用户的深度交流、情境化服务的有效配置创造条件，目前图书情报业界关于区块链在图书馆服务的适应性上也达成一定共识。王美佳[1]运用区块链记录功能来反馈和描述不同用户场景的迭代化配置，进而实现服务的演化和推进。黄敏聪[2]认为区块链去中心化、数据可信及自动化特点对图书馆的资源区块和服务区块的链化实现起到颠覆性指导作用。余其凤等[3]认为可对图书馆分支构建私有区块链图书馆，通过P2P通信网络协议组建分布式链状网络，以共识机制在各分支节点之间进行容错，借助加密手段实现数字资产的有效保护。陈小平[4]阐述区块链技术可加速图书馆智慧服务渠道更新，协助图书馆改善用户阅读习惯、提高阅读能力，消除图书馆、用户两者之间的交流隔阂并构建良好沟通平台，真正打造以用户阅读需求为焦点的交互服务。赵闯等[5]将区块链技术与图书馆应用领域相衔接，探讨区块链在智能设备研发、教育认证、数据安全保护、服务链体系构造等方面的应用。武洪兴[6]指出区块链在图书馆的应用和发展前景优势显著，图书馆与其融合是图书馆发展的新趋势，并从数据追溯、文件存储、网络众筹、投票调查等6个方面展开论述。由于区块链运行原理契合图书馆发展要素，牛勇[7]从数字文献、纸质文献和知识产权角度分析图书馆资源建设布局，从减弱图书馆中介功能、捐赠服务透明化、加大管理革新强度3大维度对图书馆服务进行强化。周耀[8]利用区块链技术构建智慧阅读服务框架，为用户提供简洁、友好的服务界面。刘海鸥[9]等凭借区块链的基础支撑技术结合移动用户画像数据，从数据采集、数据处理、数据存储和数据安全4个层面描述区块链背景下相关具体方案。秦柯[10]认识到应以辩证思维积极看待区块链给予图书馆数字版权管理带来的价值，有助于图书馆界构建和谐的版权生态。综观区块链技术在图书馆智慧服务中的研究态势，研讨热点主要分布于版权管理、数字资源和用户信息保护、信息化建设、场景研究、共享信息、改善阅读思维、网络资源可信性等研究领域，同时对于融合和开发高价值的附加服务赋予品牌效应。可见无论是用户，还是智能设备，区块链可为所有参与者涉及的服务流程配备特有身份。除此之外，区块链技术具有的信誉背书管理规则对于图书馆智慧服务的部署、消解用户隐私顾虑、满足用户知识溯源需求等具有重要指导作用。

2 区块链技术下图书馆服务智慧化的融合契机

2016年可谓区块链元年，面对这一高新科技，国家工信部等机构给予高度重视[11]，由于图书馆数据来源的参差不齐，降低了数据挖掘的高效运转，也易造成数据分析误差，使得用户数据的产生、呈现和利用往往处于封闭循环状态，这样的数据孤立降低了数据价值，但是区块链业务所具有的公开性、安全性、唯一性和去中心化，使得图书馆处理大批量数据时存在的高成本、响应延迟以及跨机构融合共享等难题得以解决。公开性是指区块链存储信息的透明性；安全性代指区块链借助密码学算法消除信息泄露；唯一性包括数据保存在空间和时间上的不可篡改，空间上的唯一性意指不同节点拥有一致的版本信息，时间上的唯一性即历史记录不可更改; 去中心化的初衷在于防止单点核心被破坏而采用的多中心系统，一个节点的灭失不会扰乱其他通道的作用。区块链用自身的技术优越性在图书馆存储管理、计算处理、数据分析、知识展现等环节可有力推广图书馆智慧服务。

2.1 优化图书馆服务流程，提高服务对接效率

智能互联网时代，图书馆服务融合与变革是实现知识服务向智慧服务转型的重要驱动，虽然知识服务和智慧服务都聚焦于信息服务，但是两者的侧重点不同。知识服务倾向于用户个性化知识构建和服务成品打造，而智慧服务则倾向广大用户的普遍需求[12]，将图书馆文献资源数据和用户行为数据赋予“生命”，关注数据的析取和资源的描述[13]。虽然图书馆对可深度挖掘的区块链应用处于匮乏阶段，但其肥沃的应用土壤与区块链不谋而合[14]。利用基于版权印的激进方式确保高校音乐、美术相关领域的教授、学者等作品与版权的对应性，实现两者的不可分割。借助区块链的合约币，可有效保障用户知识产权的唯一性，保护正版知识产权。而且区块链特有的溯源防伪、标识唯一、数字身份确权、数据管理等产业链可在著作权追踪、身份识别、智慧学习认证、知识库众筹等智慧服务领域大显身手，能更好服务于用户。

2.2 让全网高效运转，补缺用户泄密漏洞

区块链技术的运用为传输图书馆网络信息提供点对点通信途径，由区块链网络自行完成数据的分布式存储，并进行数据高效保存，可促进不同系统、不同区域之间数据的有效整合。区块链技术可被用于处理设备、用户两者之间的信息交易网络，赋予图书馆智能机器人、借还机、可穿戴设备等独立身份，无需通过云端服务器进行交互，为图书馆相关设施设置级别管理控制，如此可极大降低图书馆虚拟存储空间，提高整体网络的运行效率。用户数据安全问题一直是图书馆智慧服务的掣肘，当图书馆涉及个性化定制、智能推荐、阅读偏好处理、情境认知服务时，用户隐私安全应是图书馆服务构建重点考虑的问题。由于区块链技术内嵌哈希函数，这就使得数字签名技术可对获得访问授权的用户进行信息和数据开放，这样既能够通过私钥保证访问痕迹私密性，又可以将用户原始数据分享给馆员及其他研究人员，实现数据监控和二次开发的双重功效。此外区块链的加密安全特质，使学者成果库、用户基本信息、数字馆藏资源等不易受破坏性攻击或者黑客潜入，也可从本质上保证图书馆数字资源的所有权。

2.3 深耕智慧服务，保证服务传递稳定

信息交换是否均衡、信息流动是否均等是判断一个智慧服务系统中心化与否的重要标准，这种系统是开放化、扁平式的服务制度，区块链与图书馆深度融合的重点不在于服务智慧化的表面存在，而是更关注于对用户主动需求内容进行动态建模，研判用户行为偏好，反馈用户需求现状，并在大数据分析技术的辅助下，实现图书馆信息活态化，增强用户对图书馆的依赖性，高效运用区块链重塑图书馆服务内容、服务工具、服务方法和服务体系，让广大用户切身感受“区块链+图书馆”智慧服务平台带来的归属感和满足感。区块链的本质需要整体协作才能实现，其功用绝不能局限于图书馆服务的个别层面，更应从服务集约化、高配合度、共建协同、整合分散等角度搭建智能化联合产品，创新图书馆服务新业态。

3 区块链模式下图书馆智慧服务模型体系

跃升服务能力，迎合用户对优质服务的需求是图书馆智慧服务的核心驱动[15]，针对用户信息需求意图不定、图书馆缺乏目的性服务策略的现状，区块链在追求智慧服务过程中将扮演行之有效的角色。2019年10月，习近平总书记在学习中强调应当把区块链作为核心技术自主创新的重要突破口，明确攻坚方向，加快促进区块链与产业布局新突破[16]。区块链作为近年来学界研究的热门话题，其通过网络环境参与多个计算节点共同执行数字的计算和处理，不同主体间的协作方式、监督激励机制等将引发图书馆服务分配体系、资源推荐方式的全方位变革。

3.1 区块链与图书馆服务智慧化融合模型特征

图书馆引入区块链技术，对提高图书馆智慧服务公信力，规范化智慧信用逻辑和资源组织，发起联盟平台线上培训计划、引导学科舆论方向等具有强正相关性。通过改善服务环境可信度、重塑智慧服务系统、均衡数据流动管制环境3大构建特征来映射用户接受信息服务的配置参数，从而提高图书馆智慧服务水平。

3.1.1 改善服务流通环境的可信度

区块链既是用户数据的安全载体，又是图书馆服务完备的审计手段。本着开放性原则，监管是基础的服务理念，区块链与图书馆服务智慧化融合所呈现出的公允、透明特性对用户参与式自助服务、智能化周期管理具有精准支持的效果。考虑到以用户服务挖掘为主，改善图书馆服务流通的可信度，智慧服务模型构建主要体现于两个维度，一方面区块链在图书馆服务中的应用并不是在一个包容、开源的构建体系中，而是借助用户自身凭证实现智慧服务的自组织管理，区块链本身的特殊机制保障数据权利人真正享有数据，不再由社会网络和第三方来控制，保证了智慧服务共享、服务输出自由获取。另一方面在需求匹配、用户兴趣图谱、情景感知服务等智慧服务过程中，图书馆和相关部门只知道用户的短期和部分信息，在有效的去中心化场景模式中可真正提供透明、高效的图书馆服务，避免了用户数据的非法滥用。

3.1.2 重塑下一代智慧服务系统

区块链下图书馆智慧服务模型需要以数据元素为基准打造面向知识颗粒化的服务体系，面对用户的实时需求，攻克数据库、云计算、数据中心等以中心化服务原则产生的数据高度集中、数据垄断等难题，在图书馆智慧服务系统中实现知识所有权和数据共享之间的平衡，特别是区块链与大数据技术的结合缓解了当前图书馆服务效能低下的局面，突破了图书馆资产管控瓶颈并提高了服务智能化水平。邵波指出下一代图书馆系统是体现资源整合集成、优化工作流程、系统交互友好的功能体系[17]，区块链作为新一代互联网创新技术，将会通过与大数据智能技术提高服务算力、逐渐渗透至图书馆服务各个环节，实现图书馆服务个体差异化的精准推荐。随着馆藏资源格局重构、用户需求多样化激增等矛盾出现，区块链与图书馆服务的交融对于规避智慧系统风险、找准服务转折点、尝试探索新的服务模式等具有引导作用。

3.1.3 协调数据流动的管理和控制

区块链与图书馆服务的融合模型利用区块链的智能合约实现精细的服务交易模式，如图书馆元数据服务、充值交易、文献资源采购、场景授权服务等，从而修补当前图书馆传统服务存在的交换漏洞。同时借助区块链强大的数据不可篡改性、脱敏后数据流通等特性抵御外界攻击，实现数据横向控制，保障图书馆用户数据的真实性。此外，区块链在与图书馆融合的过程中可能成为提高智慧服务精度的工具，有助于降低由于数据摩擦所产生的基于共识数据流动具有的价值属性，在用户情景数据、用户动态等数据采集、分析，群体情景建模、服务精准推广、智慧库存建设以及与虚拟现实、大数据计算等技术的交互融合方面具有最佳可塑性。

3.2 区块链模式下图书馆智慧服务体系结构

随着区块链技术的实践推广，不同业务场景的区块链数据解释和交汇会进一步扩大图书馆智慧服务的规模和丰富性。由于区块链具有完整的数据账本功能，但其统计分析功能较弱，而大数据技术具备海量数据存储和灵活高效的解析功能，可极大提升区块链在图书馆服务领域的价值尺度和使用空间。文章构建的图书馆智慧服务体系结构涵盖数据准备层、存储管理层、数据分析层和智慧服务层如图1所示，有助于创建线上资源利用、探究资讯分享的智慧平台。

3.2.1 数据准备层

图1 区块链模式下图书馆智慧服务体系结构

在数据采集中往往需要访问多种存储数据来反馈服务深度，通过不同数据系统接口构建数据池，用以满足研究的基本需求。数据准备层主要是对信息来源和相关组织系统的描述，获取数据元素样本，其对智慧服务情境选择和扩展图书馆服务半径具有基础作用。由于数据收集过程中需要大量人力物力的参与，为了缓解大数据环境下数据获取途径复杂和成本过高带来的桎梏，可将数据众包外包给特定公司或者大众网络，例如网络爬虫、无偿赠送、专业分析等以独特方式执行数据准备任务并达到情景解释的目的。智慧图书馆服务应该关注用户信息检索方式、时间、情境地点、喜好类型、用户基本信息、馆藏资源类型、设备运行与服务效率、学者成果资源、浏览痕迹以及与图书馆系统交互数据等，这些数据群集的甄别和关联与图书馆中的物联网系统、科研成果库存、门禁系统、数字资源库、用户管理系统等密不可分。由于用户数据整合存在异构来源、数据存储、数据处理和敏感信息保护问题，所以有效的多数据融合、隐私管控等显得至关重要。区块链作为一种使能技术，其自身鲜明的特点和优势，不仅为解决图书馆数据壁垒问题提供了创新思路，还通过大数据分析等相关技术将数据析解发挥到极致，在数据分析功能发掘上尤为凸显。

3.2.2 存储管理层

存储管理层主要依据数据准备层提供的数据池为大数据的分类提取创造条件，以支持区块链对图书馆服务的智慧化储能。鉴于区块链系统的数据库特性，其数据类型倾向于结构化数据，所承载的信息相对独立，而在数据准备层到存储管理层的迭代过程中必然逃不掉非结构化数据的干扰，所以需要借助深度分析和挖掘手段实现数据格式统一化，所以大数据技术对数据和信息的整体剖析必不可少。数据导入作为基础性工作，将相关数据类型经过数据剔除达到数据降噪的效果，及时改善数据质量并加载运行。由于大数据技术注重用数据说话，集中个性化体现，为了实现不同关系数据的本体描述，基础大数据处理对后续跟踪和处理意义重大。对于存储数据和要求较低的数据以及关系型数据可分别采用HDFS、HBASE进行处理，用于实现持久化存储[18]，HIVE的辅助可提升数据响应速度，缓解由于数据量过大而带来的存储压力。在数据转化的管理模式中加大数据结构趋同化，诊断数据采集漏洞，借助数据仓储有效管理数据，最终在聚类攫取中将用户数据划分为身份数据（年龄、专业、教育程度等）、行为数据（操作、浏览、评论、下载等）、媒体数据（微信、微博、QQ）和服务数据（咨询数据、馆际互借、门禁和选座管理数据等）4大类，为区块链应用于图书馆智慧服务提供数据支持。

3.2.3 数据分析层

区块链作为一种特定的数据库技术，在数据分析过程中能够获得基于全网共识为基础的数据可信性，此阶段也可叫作区块链数据库，主要解决数据的价值转移和互信问题，比如采用严谨的信用处理机制使得用户数据的精度和质量大幅度提升，避免助长灰色产业链。在区块链场景中，智能合约协议不需要发起者进行任何操作，可以自治、自主地获取资源并实现数据资产互联。哈希函数所特有的哈希算法可通过哈希字串赋予用户关联的图片、视频、信息摘要等唯一标识码，减少库存数据处理的工作量。为了防止数据恶意修改或者文件获取错误，利用相同的哈希算法对文件或者数据模块逐一计算哈希值，只要一次计算结果和原资源不一致，都会重启服务器重新受理，达到数据校验的准确性。数字签名和非对称加密技术的有效结合有助于保证信息传输的完整性，都借助公钥、私钥的加密和解密机制来防止数据交易中的抵赖发生，可见区块链技术可将庞大的算力集中在一起，而且能将其他需要的资源进行合理调度，以区块的形式实现链式块状计算，达到数据体量的分布式存储，并在结构化分析引擎的统筹协调中实现数据服务的智能交互、挖掘语义关系解决实际问题 ，进而实现图书馆智慧服务的螺旋式扩展。

3.2.4 智慧服务层

智慧服务层主要秉持多层次的服务细分结构、多类型的资源智慧荐阅、多维度的服务架构体系，促进图书馆服务从文献信息服务、信息管理到融合服务的转变，从而为图书馆服务观念的更新、图书馆智慧服务内涵的扩展奠定基础。基于区块链的服务，可以方便地实现数据服务的授权、分享和调阅，在多机构数据共享中，即使图书馆将用户数据分权给科研机构或者公司企业，也不必担心数据机密引发的确权问题，在密码学等综合协调中打造多方数据贡献的区块链生态。专家学者可在区块链智能平台中发布自身的研究成果并写入知识产权记录，可针对学者喜好构建数字产权云，按照相关协议保护知识产权不受侵犯。区块链的可追溯性使数据流通以及计算分析的每一层记录被驻留，让数据品质得到高强度的信任背书，保证了数据分析结果的准确性和数据挖掘的有效性，依据用户基本需求进行文化精准扶贫。存在性证明是指把存储文件的SHA-256信息摘要嵌套到区块链并证明其存在的合理性，其功能主要应用于文献版权、专利认证和本科学历证明等，借助区块链来安放信息证明后，任何用户无需中介机构介入也可验证相关信息的真假。区块链提出不依靠第三方技术信用体系，为图书馆服务重塑提供了巨大便利，建立了独特技术场景。区块链技术将图书馆不同主题以及服务项目之间的协作变得更加高效和准确，服务征信和科研舆论引导就是典型代表。服务征信借助所谓的通证方式来体现服务参与方的主体利益和责任，并在智能合约的通配协作下加大图书馆对用户服务的信用建设。当然，学科舆论控制、科研前瞻引导也是区块链模式下不可或缺的职责，明晰学科服务、科研项目的舆论观点，在存证功能的帮助下实现规范认知、赢得信用的全新发展，避免学术观点谬误化。此模型中社区管理根据社群思维和个性思维将用户需求类型划分为同向服务和异向服务，同时利用分布式存储机制对用户信息行为进行社区管理，明确不同用户的不同需求趋势，通过大数据智能分析平台预测图书馆服务新领域，有助于对图书馆智慧服务进行深入探索。

3.3 区块链视阈下图书馆智慧服务模型研究探析

智慧成为图书馆的方法体系、研究思路、人文价值、研究途径、思想资源等，密切关注智慧与图书馆服务之间的关系界定是促进图书馆服务升级的人文属性。区块链与大数据技术的使用需要在具体的场景中设置多样化的系统方案，用于确保图书馆智慧服务输入、输出的一致性，为了实现图书馆服务的可用性、灵活性、完整性，在服务模型构建中应重点考虑区块链与大数据的兼并问题、多角度完善模型成型的稳定问题、注重模型构建出现的细节性问题，有助于模型的有效运转。

3.3.1 衔接技术引擎：区块链与大数据的兼并问题

图书馆智慧服务中知识文化、学术体系、服务重构等层面的相互依存，在一定程度上取决于模型构建的译解难易度、各图层的易懂性以及技术融合的可信度。虽然区块链在用户信任度、安全、不可修改上能发挥绝对优势，但是其分析技能不足，大数据一般适用于描述数据集足够大、强调密集型计算，却很难用传统方式加以处理，所以区块链、大数据之间的差异对于调和图书馆智慧服务模型的容忍性、协调性来说是重要节点，因为不是每种技术都可以解决所有难题，技术之间的优化并进尤为重要。为了保障图书馆智慧服务的可靠性，采集的数据基本处于固定状态，这就需要对大数据作哈希处理、添加时间戳，两者之间的取长补短不仅可以提升数据分析价值，还可使区块链系统创建较高级的数据应对机制。随着大数据应对预测服务的时机越来越多，区块链能够帮助预测落到实处，此模型可采用“测试—反应”的模式，进一步减少二者之间兼容的有限性，达到数据收集结果形式上与语义挖掘的统一性，推断出何种智慧品牌服务符合当前用户情境需求，实现区块链与大数据之间的相互借鉴。

3.3.2 制定保障措施：多角度完善模型成型的稳定问题

利用信息技术改变图书馆传统服务模式并非很新的理念，通过区块链技术改进图书馆服务行业，可进一步提升服务效率，能够快速响应用户需求变化。但是站在思考的立场，区块链、图书馆业务本身二者的有效融合应在解决复合型专家引进、资金富足、监督制度打造等痛点问题上崭露头角。传统图书馆对原有业务流程、技术规范存在路径依赖，这也是区块链在图书馆智慧服务中的应用困境之一，所以图书馆管理者和决策者应顺应时代变化，在既定服务定格的基础上扩展区块链的应用领域，借鉴成功案例落实智慧实践。同时，图书馆应引进既精通图书馆整体业务，又能深刻解读区块链、大数据的复合型专家， 建立健全的区块链监督管理体系，运用业务、技术、制度等填补区块链在图书馆应用中的缺口，避免出现“为区块链而区块链”的华丽摆设。合理分配资金投入，在模型构建的各个环节有的放矢，争取政府等相关部门的积极扶持，使区块链成为图书馆服务的有机组成部分，使价值创造、价值体验等多个环节成为图书馆内部服务和外部联盟的设计内容。

3.3.3 内部机制要点：注重模型构建出现的细节性问题

区块链实践下，图书馆智慧服务是对流通事务、学习空间服务、教育探索、文件存储等流程的组织和重构，这样的管理创新有助于调整图书馆服务方向。区块链模式下图书馆智慧服务体系结构往往依赖于自上而下的形式推行，那么对图书馆原来的组织架构和岗位定会产生一定的冲击，这就需要图书馆决策者的战略力量细分部门职责，设置数据馆员、分析馆员等来应对模型构建出现的各种问题。区块链与大数据分析技术的演变融合需要实践检验，技术嵌入、业务应用都需要与时俱进，因为区块链技术对于图书馆技术团队来说还比较陌生，需要研发人员自主探索符合馆内实际水平的模型架构，借助重新学习和技术架构反馈来应对区块链技术带来的体系变化。当前网络环境下，虽然区块链在公信力和信息保存的真实性上具有绝对优势，但是从整个模型体系来看，数据准备层中外部信息的录入对于区块链的应用来说需要特别注意，为了防止此阶段信息谬误泛滥，可采用中心化的方式来缓解。区块链背后的匿名特性是由于比特币内有的矛盾机制所导致，这就为信息服务和处理带来了不可追踪性，需要重新设计合适的权限规则来应对图书馆智慧服务带来的全新挑战。

4 结语

目前，区块链在数字货币、支付清算、证券管理等方面都已经从理论走向实践，区块链引发的技术革新正颠覆传统服务行业的惯性思维。图书馆技术的更替、服务市场的认知不能在短期内完成，在这期间，图书馆智慧服务为适应应用场景，需要馆员、技术专家、架构制定者等共同参与掌握区块链在图书馆智慧服务中的利与弊，让服务中涉及的不同交易主体实现跨界交易利益的最大化。文章以“区块链+大数据”的协作理念体现精准、透明、公开和高效的智慧网络，在“区块链”为主要参与者，大数据为辅助的角色中实现图书馆智慧服务的实质性应用和交互式探索，为新一代图书馆智慧系统提供参考。