基于区块链技术的图书馆智慧微服务研究

贾竹青

关键词：区块链技术;图书馆;智慧微服务;功能体系

摘 要：作为一项颠覆性新技术，区块链技术在图书馆打造智慧服务的过程中发挥了非常关键的作用。文章分析了图书馆智慧微服务的相关功能，尝试利用区块链技术构建全新的图书馆智慧微服务功能体系。

中图分类號：G250文献标识码：A文章编号：1003-1588（2021）03-0108-03

1 背景

区块链技术是大数据、人工智能、云计算等先进技术之后的又一重要技术，其诞生源于比特币的开发，但此前并未引发学界重视。直至2015年，Linux基金会提出要开启Hyperledger开源区块链项目，从而更好地将区块链技术应用到各个行业中，区块链技术由此逐渐进入普罗大众的视野。我国于2016年年底发布了《中国区块链技术和应用发展白皮书》，肯定了区块链技术的意义和应用前景，并表示将予以政策支持。此后一年，腾讯捷足先登发布了可信区块链平台TrustSQL，其目的在于将区块链应用于企业发展。目前，区块链技术不仅引起了国家相关部门的重视，同时，作为一种全新的块链式数据结构，其应用场景越来越丰富，也衍生出了许多新的应用形式，正在逐渐改变人们的生产、生活方式。对于图书馆而言，区块链技术可以加快推进图书馆实现智能化和智慧化，推动文献资源的快速、便捷共享，充分满足用户的多元化需求，为图书馆智慧微服务提供了坚实的技术支撑。

2 区块链技术的概念和特征

2.1 区块链技术的概念

区块链技术（BlockChain）的提出者是本聪，他于2008年首次阐述了区块链的基本内容。但是，直至今日，学术界对于区块链技术的概念依然没有形成公认的定义。部分知识网站将区块链技术论述为比特币衍生出的加密货币序列交易的数据库技术，我国有学者将区块链技术定义为可以记录数据的一种方式和结构。也有研究人员将区块链技术定义为一种按照时间顺序将数据区块以链条的方式组合成特定数据结构，并以密码学方式保证不可篡改和不可伪造的去中心化共享总账，其特点是存储更加便捷、安全，数据之间的联系更加紧密，系统内部的安全验证更加可靠。还有学者从广义角度给区块链技术下定义，他们认为区块链技术其实是一种利用加密链式区块结构验证与存储数据、利用分布式节点共识算法生成和更新数据、利用自动化脚本代码（智能合约）编程和操作数据的一种全新的去中心化基础架构与分布式计算范式。

笔者认为，区块链技术之所以能够得到广泛认可和应用，其主要原因在于其不单纯利用某一种技术，而是将包括加密算法、P2P文件传输在内的多种全新技术进行融合，从而打造出一种集记录、传递、存储、利用于一体的新技术。

2.2 区块链技术的特征

区块链技术具有诸多优势，同时也具备多种特征，其中比较核心的特征是去中心化、共识机制、时间戳技术等。

2.2.1 去中心化。区块链技术不像其他技术，没有特定的数据中心进行管制，对数据的记录和存储权限分散于多个节点，且每一个节点之间的地位是平等的，彼此不是边缘与中心的关系，而是平等的网状分布。在数据的验证、管理、应用过程中，如果某一个节点出现问题，并不会影响数据的整体运行，从而保证了系统的稳定和安全。

2.2.2 共识机制。区块链技术通常使用开源算法，该算法的优势在于运行过程更加透明化。系统的每一个节点都可以实现快速数据交换，保持更便捷的数据交换路径，其原因在于共识机制下的数据交换不需要相互信任，但只要产生交易，相关情况就会被详细记录下来，因此数据被第三方恶意操控、篡改的可能性几乎为零，从而确保数据信息的真实性和安全性。

2.2.3 时间戳技术。时间戳技术进一步保证了数据信息的可追溯性，同时，其数据分布在网状结构的每一个节点，只要修改的数据总量没有达到所有数据的50%，数据就处于安全、不可篡改的状态。由于区块链系统随时保持开放，用户可以通过公开的接口查询相关数据，但查询过程要进行数字签名认证，既保证了数据的公开透明，又安全可靠。

综上所述，区块链技术越成熟，其应用范围就会越广泛。对于图书馆而言，区块链技术为所有用户提供了一种便捷获取资源的方式，同时也为图书馆提供了一种数据管理的新方法，促使图书馆智慧微服务实现新变革，探索更加可行、有效的服务新模式。

3 区块链技术应用于图书馆智慧微服务的可用性和可行性分析

3.1 区块链技术的可用性

图书馆的各类资源内容丰富，服务的用户也多种多样，智慧微服务的目的在于通过智慧化的服务理念和形式，为不同用户提供数量丰富、类型多样、及时便捷、针对性强的文献资源，因此，图书馆结合不同用户群体，需要解决的重点问题是多样性问题。区块链技术去中心化的管制方式为图书馆的智慧微服务体系构建解决了基础层技术问题。具体而言，图书馆在提供智慧微服务时，可以将用户线上阅读终端数据、图书馆门禁系统数据、射频识别系统数据等信息进行有效记录。同时，图书馆应用区块链技术，用户的基本信息、隐私管理、数据安全、数据价值等各种要素信息都能被详细记录下来。这些收集而来的数据被纳入区块链数据网中的某一个节点，从而实现数据的整理、分析、筛选、利用，使真正符合用户需求且具有较高价值的文献数据流向更高的数据区域，最终实现图书馆智慧微服务功能的个性化，加速实现图书馆资源利用的最优化。

3.2 区块链技术的可行性

图书馆提供智慧微服务也会面临一系列的问题，应用区块链技术解决这些问题具有可行性：一是区块链技术去中心化的特点契合智慧微服务需要处理非结构化数据信息的要求。区块链技术的共识机制也为智慧微服务的用户提供了一个可以分享信息、共建资源、传播思想的平台。二是时间戳所存储的数据更加稳定、可追溯，用户不仅能够快速得到想要的文献资源，也方便了用户之间的信息交流。三是大数据、物联网、云计算等技术在图书馆服务方面得到了综合应用，同时也带来了隐私暴露、数据泄露等问题。区块链技术可以更加准确、全面、科学地界定用户隐私数据和非隐私数据，在存储数据的过程中利用节点储存、权限均等的原理，促使采集的数据是图书馆真正需要利用的数据，避免过度收集用户数据，使用户数据更加安全，服务更有针对性。

4 基于区块链技术的图书馆智慧微服务体系分析

图书馆要想更好地提供智慧微服务，先要有丰富的文献资源，因此，基于区块链技术的图书馆智慧微服务应将资源数据作为建设的重点之一。笔者认为，图书馆资源数据可被细分为文献数据、用户数据、业务数据三大块。整个区块链技术下的图书馆智慧微服务功能体系包括基础设施层、数据控制层、数据网络层、个性应用层，在各个层级之间依靠区块链技术实现资源的高效组织，达到数据的稳定控制、网络的快速连接，满足用户的信息需求，确保信息数据的安全，实现资源共享。

4.1 基础设施层

4.1.1 配备基础性软硬件。基础设施层主要提供智慧微服务所需的基本的软硬件，也是体系的基本保障。在基础设施层，图书馆需要构建智慧计算中心，在硬件方面引入分布式服务器等相关设备，从而为区块链技术的应用奠定设备基础;在软件方面主要通过备份软件设备存储所需的数据和文献。

4.1.2 应用网络系统及物联网。网络系统主要为区块链技术的节点网络提供通信支持，最终实现区块之间的交易、查询、传输无障碍、快响应。图书馆还应配合应用物联网技术，依靠RFID、身份识别、无线传感设备等技术和设施，收集和上传用户的相关信息和行为数据，依靠区块链分布式管控，为图书馆智慧微服务提供源源不断的信息数据，为智慧微服务满足用户动态需求提供及时参考和推送指引。

4.2 数据控制层

4.2.1 精准控制用户资源。区块链技术对资源的控制更加精准，区块链技术去中心化的特征使图书馆在利用区块链技术后能够根据不同用户的需求及时公开用户所需的资源区块，既保证了用户能高效利用文献资源，也确保了用户获取信息的便利性。

4.2.2 保证用户信息安全。智慧微服务数据控制过程充分利用区块链技术中的去中心化特征，将用户的所有信息和数据纳入加密系统，同时区分不同用户群体，有针对性地公开区块节点上的数据，确保用户数据和资源数据安全可靠。

4.2.3 保障网络数据安全。智慧微服务将网络技术视为关键技术，网络学习是智慧微服务的重要形式和途径，用户通过网络学习获得图书馆提供的各类资源和知识，其中产生的学习数据、管理数据、交流数据等都会成为网络数据的一部分。区块链技术中的时间戳技术综合应用分布式管理，不同节点之间可互换模式，彻底解决数据容易被篡改、用户资源难以得到有效保障等问题。

4.3 数据网络层

4.3.1 实现数据统一管理。图书馆智慧微服务功能体系中的服务内容较多，且种类复杂，对资源推送的速度有一定的要求。区块链技术下的数据层对资源的存储和管理方式进行了改良，具体表现为对异构资源进行互动性传输和应用，同时为图书馆智慧微服务打造集合区块结构、链式结构、交易结构的数字签名系统。区块结构的作用是收集所有用户在图书馆留下的信息，并定期转化为节点数据，在区块链上进行布置。交易结构则针对用户与图书馆之间的信息交互过程中产生的地址信息、数据索引值、哈希值等进行签名认证，从而确保了交易过程能够完整留下痕迹并被详细记录下来，保证图书馆智慧微服务能够满足不同用户的资源需求。

4.3.2 提升网络可扩展性。区块链技术背景下，图书馆智慧微服务的服务框架采用的网络架构包括路由机制、共识机制、传播机制和校验机制，这些机制的综合应用形成了一套扩展性更好的网络服务流程。应用这套网络服务机制，图书馆用户在享受智慧微服务时，中心化的特征将被大大削弱，图书馆与用户之间不再是单向输出和传播，而是变成相互交流的双向互动机制。每个节点的数据之间采用平等、独立的交互机制，传播过程更具信任度。校验环节通过区块交易数据验证，从而更加便捷、安全，最终提升图书馆智慧微服务网络资源的利用率，解决了资源无效传输导致的浪费问题。

4.4 个性应用层

4.4.1 为用户提供独立服务区块。智慧微服务体系下，图书馆要为用户提供个性化服务，可以依靠区块链技术打造集感知、定制、推送、隐私于一体的智慧型线上服务项目。每个用户独立应用一个区块链节点，避免了用户数据和服务资源之间的重叠和消耗，为用户提供了独立、丰富、便捷的模块微服务。此外，区块链技术能够促使图书馆结合用户个人的喜好、習惯定制和推送信息，实现智慧微服务的个性化。

4.4.2 为用户提供自主化管理。传统图书馆服务管理需要用户进行注册，用户注册后的登录、学习、交流等数据都需要经过管理系统后台才能实现，既浪费了服务资源，又降低了服务响应速度。区块链技术应用于图书馆智慧微服务后，将对基础设备收集的数据进行再分析、再处理，交由区块节点储存后通过双向交互功能授予用户自主管理权限，用户的注册、登录、学习、互动等环节可由用户自主操作，数据不再经过图书馆管理系统后台，可打造全新的智慧微服务管理方式。

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（编校：崔 萌）