区块链服务网络(BSN)在图书馆服务中的应用研究

夏世美

(长兴县图书馆，浙江湖州 313100)

1 前言

2016年我国国务院在《“十三五”国家信息化规划》中将区块链技术列为战略性前沿技术[1]，2018年工信部在《工业互联网发展行动计划(2018-2020年)》中鼓励区块链技术在工业互联网中的应用研究与探索[2]。2019年10月24中共中央政治局举行有关区块链技术发展的集体学习上强调区块链技术的集成应用在技术革新和产业变革中起着重要作用，将区块链提升到国家战略层面。区块链技术已经成为我国“新基建”的重要组成部分。区块链服务网络(Blockchain-based Service Network，简称BSN)在此背景下产生。为了促进我国区块链技术发展和商用，由国家信息中心、中国移动通信集团有限公司、中国银联股份有限公司、北京红枣科技有限公司共同发起和建立的BSN于2019年10月15日正式发布，并于2020年4月25日正式进入商用阶段[3]。BSN具有跨云服务、跨门户、跨底层框架等特点，主要用于部署和运行各类区块链应用的全球性基础设施网络[4]。目前我国福建省、江西省和湖南省长沙市等均有发布区块链发展规划，BSN在其中起着重要作用。图书馆界如何抓住国家区块链发展的浪潮，在BSN的助力下推动图书馆服务向前发展，值得我们深思。

2 研究综述

2.1 图书馆区块链服务研究整体研究状况

以“图书馆”+“区块链”为检索条件在中国知网CNKI中进行主题检索，共得到124条相关结果，其中发在图书情报类期刊有65篇，占比49.19%。为了研究更有针对性本次文献综述以这65篇作为样本进行研究。其中发文最早的是2017年于新国在《图书馆研究与工作》发文，研究将区块链技术应用到图书馆自配数字化文献资源建设中。我国图书馆区块链服务相关研究处于快速发展阶段，这65篇文献的发表时间分别为2017年1篇、2018年10篇、2019年22篇、2020年32篇。在这65篇文献中，《图书馆工作与研究》发表10篇、《现代情报》和《图书馆学研究》各发表6篇、《图书馆建设》和《图书情报工作》各发表4篇。由此可见，我国权威期刊非常重视图书馆区块链服务相关研究，且发文数量逐年增加。

2.2 研究主题分布

对65篇文献中出现次数≥2的关键词进行统计分析，结果如表1所示。由于以图书馆和区块链作为主题词进行检索，故区块链、区块链技术、图书馆、高校图书馆、数字图书馆等出现的次数较多。从表1可知，图书馆区块链研究主要集中以下几方面：一是馆藏资源管理，罗孟儒[5]等人提出基于用户行为私有链、资源共建共享公有链等形成图书馆馆藏资源建设框架，周荻[6]、颜湘原[7-8]等人将区块链技术应用到馆藏资源的安全保障体系中；二是数字版权管理方面，秦珂[9]、李振东[10]、赵力[11]等人认为区块链技术具有去中心化、智能合约、透明性等优点，能适应当下数字出版多元化、碎片化和海量化等特点，解决传统数字出版中心化和个别授权等痛点；三是机构知识库方面，周静[12]、师衍辉[13]、吕方婷[14]等人认为区块链技术在机构知识库中能进行数据知识产权保护、数据安全保护等；四是智慧服务方面，陈小平[15]、周耀[16]和屈艳玲[17]等人认为区块链技术具有去中心化、信息防篡改、共识机制等特点，是智慧图书馆建设中的关键技术；五是其他方面，李金阳[18]、徐俐华[19]等人认为图书馆可将联盟链应用到版权管理、资源管理等多个图书馆应用场景中。

表1 图书馆区块链相关文献关键词词频统计表(次数≥2)

2.3 关于BSN研究

目前仅有一名学者对BSN进行研究，并于2020年9月发表在《电信科学》，主要从城市节点运行流程及功能等方面进行研究[20]。BSN城市节点的运行流程包括入网开通、在网运行、退网管理等。BSN城市节点的功能除了前述流程的3方面，还包括节点证书管理、资源监控和预警。

可见我国虽然对图书馆区块链方面的研究较多，但从BSN的角度进行研究的相关文献还处于空白状态。

3 BSN发展研究

3.1 BSN的核心框架

根据《区块链服务网络基础白皮书》[21]和官网介绍，BSN的设立理念与互联网类似，用一套区块链运行环境协议将所有数据中心连接而组成，具有跨门户、跨底层框架和跨云服务等特点。参与BSN有三种方式[21]：一是云服务商、二是区块链底层框架商、三是门户商。云服务商将CPU、存储和宽带等云服务资源接入BSN进行销售。区块链底层框架商在适配到BSN标准后，供开发者选择。门户商可在BSN建立BaaS平台，并进行应用开发、为顾客服务等。BSN的核心框架包括公共城市节点、区块链底层框架、服务网络门户和运维系统，如图1所示：

图1 BSN核心框架图

3.1.1 公共城市节点

公共城市节点为所有方提供数据中心和云资源，具有为区块链的应用服务提供访问控制、数据存储等服务，是BSN的基础运行单元。应用发布者可在BSN的各门户内检索公共城市节点，并购买其相应的资源作为应用部署。公共城市节点的所有方可随时增加系统资源来提过负载能力，从而避免出现资源使用处于饱和状态。由于公共城市节点采取了智能网关预制链码机制等技术，大大降低了开发者的技术难度，可使用自己熟悉的编程语言和运行环境接入BSN，从而在传统业务中嵌入区块链服务。目前正在运营的公共城市节点有128个，包括国外的新加坡、悉尼、东京等8个。目前公共城市节点处于繁忙状态的有百度云北京、新加坡、杭州和上海。

3.1.2 区块链底层框架商

区块链底层框架商可被视为区块链应用的操作系统，任何区块链应用都要基于一定的区块链底层框架商。目前BSN支持公有链框架和主流的联盟链框架。

公有链框架接入技术相对简单，开发者只需在BSN的门户购买相应的资源，再选择公有链框架，并建立节点与公有链主网相连接即可。目前BSN支持的公有链框架包括以太坊和EOS。

联盟链必须根据《区块链服务网络BSN底层框架适配标准》进行适配开发，并通过入网审核后，才能在BSN进行部署，从而确保开发者能用同一密钥证书通过授权许可，同时接入不同底层框架的不同应用，从而提升BSN的可推广性。目前BSN支持的联盟链Fabric国密、FISCO BCOS、CITA、百度超级链XuperChain、梧桐链和Brochain等。

3.1.3 服务网络门户

云服务商、底层框架商和科技媒体等都可在BSN中建立门户，该门户可以是独立的Baas网站，也可嵌入到现有开发的社区中增加BaaS功能。开发者可在门户内发布和管理应用。由于在BSN中，门户具有很强的独立性和自主性，用户可开发用户注册和管理、收费等多种功能，且门户中的客户信息不与服务网络共享，从而确保用户信息不外泄。BSN虽然支持公有链和联盟链，但我国法律不允许门户及公共城市节点选择公有链部署和运营。

3.1.4 运维系统

BSN的运维系统包括节点管理、应用管理、维护管理、计费管理、CA管理和监控管理等功能，云服务商只需管理硬件和网络，公共城市节点不需要进行运维，网络门户则只需日常维护，从而减轻了这三者的运维压力。

3.2 BSN在图书馆服务中的意义

3.2.1 更好地实现图书馆学五律法则

图书馆学五律法则，分为旧五律和新五律。旧五律由印度知名图书馆学家阮冈纳赞(Shiyali Ramamrita Ranganathan)于1931年提出[22]，并得到全世界图书馆界的普遍认可。随着时代发展和技术革新，图书馆的经营业态也发生转变，美国学者克福特(W.Crawford)和高曼(M.Gorman)于1995年提出新的五律[22]。在旧五律中提到“图书为使用而生”，故图书馆在选址、开放时间、设备舒适和馆员图书推荐等方面考虑读者更方便地获取图书。在新五律中提出“以科技提升服务品质”，即图书馆应紧跟技术发展，通过运用新技术不断提升服务水平。区块链技术与5G、人工智能、云计算等一系列为我国“新基建”，建设智慧城市。BSN可帮助区块链技术在我国更好地普及，也能帮助图书馆在读者管理、借阅管理、知识版权管理等多个领域提升服务水平。

3.2.2 降低图书馆区块链技术开发难度

在传统的环境下，图书馆若想进行区块链功能开发，需要精通区块链技术相关的编程语言，并在不同的联盟链上搭建运行环境和获取不同的身份证书。图书馆技术人员若非经过专业培训，一般很少具备相应的技术，并且操作起来过程显得繁琐，不利于图书馆利用区块链技术开发相应功能。但BSN由于要求接入的联盟链必须遵守统一的协议，从而使得图书馆技术人员只需自己熟悉的编程语言即可在BSN上进行功能开发，并且在BSN上只需一个身份证书即可在不同的联盟链上进行不同模块的功能开发，从而降低了图书馆区块链技术开发难度。

3.2.3 降低图书馆技术开发成本

在传统的区块链技术开发中，用户需要单独购买云服务或硬件服务器搭载区块链运行环境，从而需要付出较高的开发费用。但在BSN平台上，图书馆在该平台则无需独立购买相应的服务器，只需按时间支付一定的流量费，运行成本约为传统区块链云服务的20%。即图书馆在BSN上开发一个应用每年的费用在2-3千元人民币，大大降低了开发成本，从而能在降低成本的前提下提供更好的服务。

4 基于BSN图书馆服务探索

我国图书馆基于BSN可进行各种应用场景的探索，如馆藏资源管理、数字版权管理、机构知识库建设、读者管理等多个应用场景。具体到实际操作上，我国图书馆可基于BSN平台根据实际自身需要进行功能开发，也可选用BSN指定的应用进行配适使用。本次研究以BSN指定官方应用的角度探索图书馆区块链服务。BSN为了把最合适的区块链应用展现给最需要的用户于2020年7月推出首批“官方指定区块链应用”，迄今为止已经推出2批官方指定应用，包括15种类29个应用。

4.1 BSN指定官方应用

随着区块链作为新基建的代表之一，其未来发展不可限量，具有很大的市场潜力。为了让更多用户能够了解，甚至快速使用区块链技术，BSN推出指定官方应用。BSN对招募的区块链应用的范围、要求和供应商权益进行了明确的规定。BSN对指定应用采取邀请制，不接受自主申请，对指定应用进行安全和质量审核，其部署配置必须在BSN上部署并通过测试。BSN不干涉指定应用的报价体系，也不收取任何费用或销售提成。

4.2 基于BSN指定官方应用的图书馆服务

在现有的BSN指定官方应用中与图书馆业务相关的资产数字化类、积分类和版权保护类。

4.2.1 资产数字化类

一般而言，图书馆有图书管理系统，负责对藏书的馆藏位置、借阅情况等进行管理，但对图书之外的资产进行管理的相对较少。图书馆如何对自身拥有的资产进行有效管理，如有多少资产，使用情况如何，运行状态如何等进行系统管理显得重要。目前在BSN官方指定应用中有三款，分别是上海域乎信息技术有限公司(简称上海域乎)、深圳市辰宝信息服务有限公司(深圳辰宝)和上海柚子工道物联技术有限公司(简称上海柚子)提供的域乎资产数字化发行平台[23]、数矩资产数字化应用[24]、区块链登记管理系统[25]。由于这三家公司的资产管理不是直接针对图书馆的，所以其功能上不能与图书馆资产管理需求进行一一对应，但都有考虑对实物与非实物进行数字化标识，使得数字资产在网络上具有各种属性，并且能做到资产映射、安全账户管理、资产交易等功能，如图2所示。在该系统中包含了资产数字化管理模块、参与方管理模块、区块链联盟配置管理模块、物联管理模块，并外接了仓储管理系统和物联类、交易类、服务类和监管类的外部数据输入。

由于区块链具有真实性、不可篡改性，非常适合进行图书馆资产数字化管理。对于图书馆而言，不需要仓储管理系统，但应加强物联网建设，将资产设备的运行状态与系统相连接，并通过可视化的方式呈现出来。图书馆还可将地磁导航技术和人脸识别技术与区块链登记管理系统相连接，从而将区块链与人工智能等技术相结合，打造智慧图书馆，为读者提供基于位置的个性化信息推荐、客流和热力分析等。

4.2.2 积分类

目前我国图书馆的读者信用管理主要采取以下两种方式：一是当读者所借图书逾期或发生损坏的情形时向读者收取一定的违约金或者损失赔偿；二是通过支付宝的信用积分或个人信用管理系统等对读者的违约行为进行扣分或者限制借阅行为等。这些措施在一定程度上能减少读者的违约行为，但很难激励读者参与到图书馆活动中。所以区块链的积分应用非常适合在图书馆中应用，通过对读者在图书馆的各种行为进行积分，从而引导读者参与图书馆的各种活动，并减少违约行为。在BSN指定应用中，有上海域乎和火币中国分别推出的域乎积分管理应用[26]和“区块链+积分”应用[27]。从这两者的内容来看，火币中国的“区块链+积分”应用更适合在图书馆中使用，如图3所示。首先，图书馆应有一套规范读者行为的积分规则，规定哪些行为可获得积分，哪些行为将扣积分，积分达到多少可获得相应奖励；其次，这些积分的变动都必须如图4所示在区块链系统中进行，从而确保积分不被篡改；最后，依据积分规则作出相应的措施。具体而言，图书馆可依据读者的借阅次数、违约情况、参与图书馆组织的各种活动情况、以及在图书馆的各种不文明行为等作为读者积分的依据。如借阅一次积1分，违约超过每5天扣1分，积极参与读者活动1次积3分，不文明占座一次扣5分等。对于积分为0的同学限制其一定的图书馆权限，对于积分达到一定程度的同学可给予相应的物质或精神奖励。图书馆可通过对读者行为积分政策的调整来引导读者树立良好的借阅行为和积极参与阅读活动。

图2 上海柚子的区块链登记管理系统[25]

图3 火币中国的“区块链+积分”图[27]

图4 火币中国的IPTM时间标志应用流程图[28]

4.2.3 版权保护类

版权保护类对于图书馆而言显得非常重要，也是图书馆学术界比较关心的话题。因为图书馆提供的图书文献服务容易与作者或出版商产生版权纠纷，同时图书馆特别是高校图书馆又是本校智力产品的管理部门。学者秦珂认为区块链技术可消解版权清理的难度，丰富交易模式和在发生纠纷时提供可信证据。所以将区块链技术应用到图书馆版权保护显得非常有必要。在BSN指定官方应用中有3款版权保护应用，分别是火币中国推出的IPTM时间标志应用[28]、北京版权家科技发展有限公司的版权家区块链应用[29]和和元达信息科技有限公司的软件许可证登记管理平台[30]。前两者区块链应用比较适合图书馆，但从技术及实用性来讲火币中国推出的IPTM时间标志应用更为适合图书馆，如图4所示。IPTM时间标志应用基于fabric联盟链，集合了原创保护、图片溯源、版权许可、安全交付、申请服务和维权服务等多种服务。读者可在该系统进行注册，并做好身份认证，上传作品，随后会被系统盖上时间戳记录在区块链上，并得到保护。在原创保护中，该应用采取双重法证效力，支持全类型认证，提供版权保护证书。在图片溯源中，该应用能在全网进行溯源，并进行全天候监测，确保版权不被侵犯。对于有版权交易需求的读者，该应用还能提供版权交易专区，并为保障交易而提供避免盗用抄袭等安全交付服务。对于有版权申请等需求的读者，可在该系统进行各种专利类型和商标注册申请等服务。当读者的作品确定被侵权之后，该应用可协助调查取证，提供多项维权服务。

我国有不少高校建设机构知识库，对于未发表的作品更应该得到保护。由于区块链的不被篡改性，基于BSN的版权保护应用非常适合高校图书馆的机构知识库建设，确保高校师生的知识成果不被非法窃取。

5 结语

区块链技术已经于2020年成为我国新基建代表，意味着未来我国将大力将区块链技术进行大范围推广。BSN是我国官方主导开发的基于区块链的互联网世界，虽然成立时间不长，但却已经得到了快速的发展，并得到了国内许多政府的大力支持。区块链技术凭借其去中心化、真实性和不可篡改性等特点能解决我国图书馆发展中的许多问题。故图书馆应紧跟时代发展潮流，借助BSN搭建的良好开发环境，自主开发适合的区块链应用场景，或者使用BSN指定的官方应用从而提供区块链服务。本文旨在以BSN指定的官方应用为突破口为图书馆如何切入到区块链应用寻找路径，希望能够引起同行的重视，让更多的图书馆拥抱区块链技术。