基于联盟链的西部少数民族非遗数字资源共享模型构建研究

2021-10-13陈海玉向前万小玥王聪张晓涵

档案管理 2021年5期

陈海玉向前万小玥王聪张晓涵

摘要：非遗数字资源共享有利于少数民族传统文化的有效保护传承和可持续发展。联盟链的分布式数据存储、不可篡改、共识机制、智能合约等特点对实现非遗数字资源的共享提供了支撑和可能。通过梳理西部少数民族非遗数字资源共享现状，设计了基于联盟链的少数民族非遗数字资源共享模型及模型各功能模块，并详细阐述在联盟链上的具体运用流程，力求为非遗数字资源的共享提供可行思路。

关键词：区块链;联盟链;非遗数字化;信息资源共享;共享流程

Abstract： The sharing of intangible cultural heritage digital resources is conducive to the effective protection， inheritance and sustainable development of traditional minority culture. The characteristics of the alliance chain， such as distributed data storage， unforgeable， consensus mechanism and smart contract， provide support and possibility for the sharing of intangible cultural heritage digital resources. In addition， it also provides a detailed idea for the sharing of intangible cultural heritage resources in Western China based on the digital sharing model of intangible cultural heritage resources.

Keywords： Blockchain; Alliance chain; Intangible cultural heritage; Digitization; Information resource sharing; Sharing process

少数民族非物质文化遗产（以下简称非遗）数字资源主要是指各少数民族视为其文化遗产的各种实践、表演、表现形式、知识和技能及其有关工具、实物、工艺品和文化场所，通过结合计算机技术、通信技术、多媒体技术而形成的以数字化形式发布、存取和利用的非遗资源，如非遗音频资源、非遗视频资源、非遗数据库等。[1]在现代数字环境下，加快新技术与少数民族非遗资源融合，促进少数民族非遗数字资源的采集、存储、管理与开发，使社会公众获得更加公平、充分、有效的非遗资源共享利用，是少数民族非遗传统文化有效保护传承和可持续发展的重要目标。区块链技术可为该目标的实现发挥积极作用。

继互联网、大数据、人工智能等信息技术后，区块链技术成为了推动现代经济社会发展的又一个新技术引擎，并在2016年被作为战略性前沿技术写入国家“十三五”规划中。区块链是“分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机多重技术，具有去中心化、不可篡改、全程留痕、P2P组网、集体维护、公开透明、智能合约等特点”，[2]在维护数字资源真实性方面有创新突破，也助推了数字资源管理自动化。现有区块链从共享范围分为“公有链”、“私有链”和“联盟链”。“其中的联盟链是介于公有链和私有链之间的一种架构形态”，[3]其成员节点准入机制严格，节点之间相互制约，数据存储效率高，同时联盟节点的共识机制可确保数据安全而不被非法篡改，因而在多类型、多组织形式的数据可信存储和管理方面具有优势。传统非遗数据的中心化管理使“数据利用难以溯源，数据质量难以保证，数据贡献者利益难以保护，数据共享后的权属难以解决等，易导致个人贡献和利用数据的积极性不高，数据共享难度较大”。[4]联盟链的运用将提升数据管理水平，保护数据提供者价值，激活非遗资源在信息时代的数字生命力，较好推进非遗数字资源的社会传播与共享。

1 西部少数民族非遗数字资源共享现状分析

1.1 数字资源分布散，多主体整合亟须加强。西部少数民族非遗数字资源分布广泛、数量丰富、保管主体众多。从2002年启动的“中国民间文化遗产抢救工程”，建立的“中国民间文化图文资料数据库”和“中国民间文化”网站，已记录保存了一大批珍贵的民族文化声像遗产。[5]2010年至今，中国民间文艺家协会启动实施了中国口头文学遗产数字化工程，现已完成10多亿字民间口头文学记录文本的数字化存录，其中中国民族民间文艺集成志书编纂就整理了“2万小时的录音、约5000小时的录像、5万余张图片和大量的图谱、舞谱、曲谱”。[6]除国家工程项目采集保存的数字资源外，西部地方文化机构和民间组织及个人所藏的非遗数字资源也与日俱增。如云南省档案馆与州市县档案机构长期开展联合采集少数民族非物质文化遗产口述档案资料工作，自2010年以来已采集到包括少数民族音像1636盒、照片40156张、实物6284件、视频440分钟、口述录音1826分钟、数码照片2万多张。[7]贵州省对国家級非遗项目非遗数字化实施记录工程，以图、文、音、视条目式记录开展非遗项目的数字化记录，并在全国率先建立了《贵州省非物质文化遗产数字化管理系统》。[8]

西部少数民族非遗数字资源来源广，区域障碍壁垒重重，亟须多主体合作开展海量资源整合。无论是档案馆、图书馆、博物馆、非遗中心、研究所等机构，还是散落民间族群、传承人的数字资源，其建设工作各自为政、各行其是，碎片化管理突出。建设主体分散使数字资源散存于不同机构多个网络平台，导致资源存储自成体系，信息孤岛严重，数据获取及共享难度大。多主体合作整合是扩大资源信息存储量，实现资源共享，满足社会各界多种需求的重要形式，因此，西部少数民族非遗数字资源建设要凝聚区域文化核心竞争力，通过新技术平台推动多主体合作共治，以促进非遗数字资源的聚合有序，形成知识关联，实现跨馆跨区域资源共享。

1.2 数字资源类型多，统筹建设有待深化。通过调研来看，西部少数民族非遗数字资源类型多样。一是地方非遗数字化馆藏。西部是少数民族聚居区，非遗资源富集。各地文化机构重视当地少数民族非遗资源收集保存，通过录入、扫描、转录等方式对馆藏进行载体转换、迁移、再现、复原成可共享可再生的数字形态。同时为了扩大文化影响力、方便用户利用，还通过建立地方特色非遗数据库形式，“实现对非物质文化遗产资源的数字化保存、管理、交换和利用，从而达到非物质文化遗产数字化保护的目的”。[9]如广西多年来对侗族木构建营造技艺、壮族歌圩、壮族织锦等非遗项目开展数字化就是其中的代表。[10]二是多媒体资源。多媒体资源是少数民族非遗数字资源的主要形式，包括音频、视频、图像、动画、文档等。这些多媒体资源少有建成专门多媒体平台的，大多是散见于西部各省区图书馆、档案馆、博物馆和非遗中心建成的非遗资源库，如“广西戏剧专题资源库”“云南独有少数民族多媒体资源库”等，供用户检索利用。除面向社会公开的多媒体资源外，还包括大量未公开的多媒体资源，这些资源既来源于各地文化机构自建自用的非遗数据库，还有不少是当地少数民族通过现代技术设备自觉、自发记录和保存的非遗音频、视频、图像资源，有待深入挖掘整合并为社会所用。三是Web资源。随着“全国文化信息资源共享工程”和各地“数字图书馆推广工程”的深入推进，西部地区现已构建起省级-地市、综合-专题的多层级、多类型网络，越来越多的非遗资源以Web形式发布，在宣傳、展示和共享非遗信息上发挥了积极作用。如云南省非物质文化遗产保护网、成都非物质文化遗产保护中心、甘肃文化产业网等。这些Web资源数量大、种类多，周期和更新相对较快，并将“少数民族存在的各种非遗形态资源通过计算机标准化的著录、结构化的存储，实现了多元化的检索查询和网络化的访问共享”，成为少数民族非遗数字资源的重要部分。[11]

但西部少数民族非遗数字资源缺乏统筹建设，全方位、深层次的数据共享能力不足。由于少数民族非遗数字资源保存分散，数据海量且数据类型复杂，加之各机构间缺乏合作意识，在非遗数字化采集与加工、存储与管理、开发与利用各方面分割运行，未能作为一个有机整体进行统筹建设，使非遗资源集成有限，难以形成跨地区、跨部门的合作共享效应。在数据共享能力方面，由于信息技术运用普遍落后，各地非遗数据库和网站平台在采集系统、分类标准、检索渠道、开放度方面存在不足，导致面向社会公众的数据收集渠道单一，数据处理简单化，内容知识关联低，管理和维护滞后，数据难以充分及时获取利用，严重制约了非遗数字资源社会效能的发挥。

1.3 管理需求高，非遗数据的长期保存和安全管理是关键。非遗数字资源以其数量庞大、扩张性好、存取便捷而承担起抢救、保护、传承少数民族非遗的重要责任。但由于存在“标准不统一、存储媒体不稳定、数字对象复杂、管理措施滞后、网络风险”[12]等因素，使数字资源的数据易篡改、数据易破坏，其资源的长期存储、可获取，信息的真实、完整性面临挑战，这成为非遗数字资源管理的关键。此外、受资源分散、类型多样、技术落后等因素影响，西部少数民族非遗数字资源“保存方式各不相同，加之缺乏长期保存的意识，在存储载体、存储格式、存储环境等的选择上以及信息分类、元数据编制等方面都具有很大的随意性和不确定性，非遗资源长期保存方式有欠统一，数据安全性保障弱，对非遗资源共享造成了不利影响”。[13]而联盟链的共识机制、加密技术、去中心化、分布式数据存储等优势，可使多源、异构、多样的数字资源形态实现标准化和结构化存储与检索，防止数字资源的非法访问破坏，避免数据的篡改失真，有效解决数字资源可能存在的不足，确保西部非遗数字资源的完整、真实、可靠以及长期可存取。

2 基于联盟链西部少数民族非物文化遗产数字资源共享模型

2.1 西部少数民族非遗数字资源联盟链结构。联盟链的技术特点可以与西部少数民族非遗数字资源的多元保存主体相契合，借助联盟链，实现不同主体之间的资源交流与共享。各个非遗保存主体作为参与节点共同维护联盟链的稳定，相比于公有链与私有链，联盟链的公开程度更适合与非遗机构或组织联盟内部的资源共享，只需要授权通过即可加入到联盟链上。因此，构建了如图1所示的西部少数民族非遗数字资源多元保存主体联盟链结构图，以实现不同保存主体之间的资源共享，各保存主体共同管理和共享非遗数字资源。P2P（点对点）的网络结构，使各保存主体可以不受第三方机构的管理，互相交流。为了更好地保护储存在联盟链上非遗数字资源的安全与真实，采用双链模式，一条数据链，一条交易链。数据链上记录了非遗数字资源的所有权者ID与公钥、资源的数据摘要、共享权限信息等，交易链上记录的是跨机构的双方完成共享交易的具体信息，如交易时间、共享非遗资源摘要、交易双方的数字签名等。[14]

2.2 西部少数民族非遗数字资源联盟链共享模型构建

2.2.1 节点注册。每个申请加入西部少数民族非遗联盟链的节点都需要共享平台的审核，平台通过数字签名技术对申请节点的资质进行审查，[15]若审查通过即可成为正式的参与节点，共享平台会为其发布属于该节点的数字签名和公钥信息，[16]获得数字签名认证的节点即可加入联盟链，这也是西部少数民族非遗数字资源共享的基础。

2.2.2 资源服务。资源服务层主要提供对资源的上传和需求服务。拥有非遗数字资源的节点可以向共享平台提出上传资源的申请，申请时提供自己的公钥与ID、资源摘要信息以及共享资源的权限范围等信息，申请节点即可作为资源的所有者。对非遗数字资源有需求的节点即向共享平台提出需求资源的申请，申请时提供自己的公钥与ID、资源摘要信息等，申请的节点即为资源的需求者。平台在接收到申请之后会将上传和需求服务分开，将申请的信息逐条整理，添加索引记录成区块，在联盟链上广播进行审核，审核通过的非遗数字资源区块就会被记录在数据链中，与此同时，所有的参与节点都会变更新的数据链。如图2所示的数据链区块结构和图3所示的交易链区块结构，[17]一方面，若参与节点对非遗数字资源有需求时，首先可以在自己保存的数据链中对所需的数字资源的摘要信息以及共享权限进行查询，查询到所需的数字资源后，由于联盟链的P2P传输协议，使其可以直接根据上传数字资源的所有者的ID向对方节点发送资源需求请求，达成交易共识后，资源的上传节点再提交交易请求给平台审核。另一方面，联盟链上的参与节点也可以通过查询数据链中的需求信息，若有合适的、可提供的资源需求时，参与节点也可以根据资源需求者的ID与其交谈，达成共识，并同样由资源的所有者节点提交交易请求给平台审核，保障交易的安全可靠。平台同样也会收集整理所有的交易请求，对交易的时间，资源的摘要、交易双方的签名、共享达成的条件等信息进行记录。并且由有记录区块权限的节点将交易信息逐条记录，形成区块，在联盟链上广播进行审核，审核通过的交易信息区块就会被记录在交易链中，交易链数据区块结构如图3所示。[18]

2.2.3 所有权保护。若共享模型无法保障储存非遗资源的所有权，会影响各个节点参与非遗资源建设的积极性，因此对所有权的维护必不可少。所有权保护模块主要有所有者的查询、所有权的追踪以及鉴定。一方面，由于联盟链具有公开性，可以直接查询到上传非遗资源的信息，因此某个节点不仅可以查询到自己上传的非遗资源数据上自己的所有权信息，还可以看到其他非遗资源储存者的信息。另一方面，区块链的时间戳技术可以保障所有权的可追溯，正如2.2.2所述，在每笔资源共享交易达成后，记账节点会将交易信息形成区块记录在交易链中，在区块上加盖的时间戳记录了交易完成的时间，并且一旦形成无法修改，根据交易区块上的资源摘要、数字签名等交易信息实现所有权的追溯。

2.2.4 激励与共识。区块链共识机制则可以达到即使没有中心节点节点间依然可以互相信任的目的，常用的共识机制有POW、POS等，不同的区块链适合的共识机制不同，当然也可以在现有的共识机制上加以改进组合，采用最适合的共识机制。例如黄晓芳等提出的区块链的云计算电子取证模型，[21]就是采用改进的PBET高效共识算法，完成数据取证。联盟链上的节点，同样也可以因为共识机制获取自身的收益，即激励机制。比特币区块链上的节点可以获得比特币奖励，而在少数民族非遗数字资源联盟链上参与生成区块数据的節点，验证区块数据的节点，也可以获得相应的激励币，进而获取更多权限，促进各节点对联盟链的共同维护。并且可以将智能合约与激励币结合起来，当激励币达到一定程度时，即可执行共享，考虑到某些节点激励币过少问题，若该节点达到某份文献资源的生产者设置的某个特定要求时，也可以执行共享。这样形成的联盟链，可以满足非遗数字资源不同保存主体之间的互相连接与沟通，达到共享目的。

2.2.5 智能合约。联盟链中的智能合约是指在触发某些预先设定好的合约条件后，即可自动执行合约内容，使得交易更加公平智能。主要的运用流程有三步：第一，联盟链上的参与节点共同制定与非遗资源共享相关的智能合约，可以是与资源上传有关，也可以与资源的共享有关;第二，将制定好的合约内容通过联盟链P2P网络结构广播至各个节点，并保存在联盟链中;第三，联盟链上智能合约触发条件一旦达到，合约自动执行。智能合约的运用，对于联盟链上非遗数字资源共享交易的完成提供了更加智能化的便捷，提高了共享的效率。[22]

2.3 西部少数民族非遗数字资源联盟链共享流程

2.3.1 选出联盟链管理节点。根据2.2可知，西部少数民族非遗数字资源联盟链网络包括节点注册、资源管理、激励与共识等功能模块，因此需要选出共享平台中负责管理节点注册的管理节点。根据拥有少数民族非遗数字资源的数量或者机构的规模类可以大致将非遗数字资源保存主体分为三种类型，分别是以档案馆、博物馆、图书馆为主的国家文化机构;以非遗中心、非遗研究所为主的非遗机构;以民间非遗组织或其他非遗传承人为主的民间团体，选取三类中一些具有代表性和一定规模性的组织机构作为管理节点，具体的选取，可以通过投票的方式，得票数较高的节点当选管理节点，其他的则可作为普通节点。

2.3.2 资源共享过程。根据2.2.2可知，资源服务的对象包括资源的上传者与需求者两种类型。在西部少数民族非遗数字资源共享的过程中，资源的所有权者将数字资源的摘要信息、所有权者ID以及公钥信息等存入非遗数字资源联盟链中，但数字资源的真实信息是存在分布式数据库中的。资源的需求者可以根据本地的数据链获取所需资源的相关摘要信息，并通过资源服务功能模块完成共享交易，获取非遗数字资源的解密密钥以及在数据库中的位置信息，再根据密钥与位置获取真实的非遗数字资源。[23]下面（如图4所示）以资源的提供者用户A与资源的需求者用户B来举例，完成跨机构的非遗数字资源共享：

第一，用户A与用户B完成身份认证以及注册，加入西部少数民族非遗数字资源联盟链，这个步骤由之前票选出管理节点来完成。第二，用户A将非遗数字资源的摘要信息、共享权限等上传至共享平台，并将真实的资源保存在数据库服务器中。第三，管理节点向联盟链节点广播，审核后将用户A上传的信息记入数据链。第四，用户B提出资源需求，在本地的数据库中寻找所需的资源，并与资源所有者达成交易共识，获取非遗数字资源在分布式数据库中的位置。第五，管理节点向联盟链节点广播，审核后将交易信息记入交易链，完成共享。[24]

2.4 模型特点

2.4.1 安全性。模型的安全性主要体现在保障了数据的安全可靠，资源真实、数据完整、不可篡改、可追溯以及所有权安全。首先，模型的用户模块是基于主体多元原则构建的，主体包括非遗数字资源保存机构、学术机构、民间组织以及非遗传承人等，在资源整合上多元主体共同参与，极大程度保证了资源的真实性。其次，资源储存由传统的集中存储变为分布式存储，资源多点异地备份，多重保护，大大降低了数据遗失风险，保障了数据完整性。再次，模型的共识机制能够在部分去中心化系统中，使高度分散的各个节点针对区块数据的有效性达成共识，产生的数据一旦记录入链就不可篡改。另外，联盟链的时间戳保证了记录信息的可追溯。模型管理者或审计监督机构遍历联盟链中所有区块数据，就能查看所有记录入链的交易信息，做到数据可追溯。最后，模型保护了资源所有权的安全。各节点通过合作共同构建共享和可信的区块链历史记录，资源真实可信，公开透明，不可篡改，并且区块节点有权决定哪些数字资源的备份与共享，只有被授权用户才能获得数据解密密钥，查询到真实资源，从而有效地保护了资源数据版权。

2.4.2 互用性。模型的互用性是指模型利用运行机制和模块构架，消除西部少数民族非遗数字资源整合与互通互用中存在的地理分散、数据异构等制约因素，使用户获得相同的数据资源访问、查询服务权利。模型中的数字资源共享是依靠哈希值进行的，在身份认证服务和资源共享服务中大量的哈希计算对用户资源储存与传输等服务进行统一标识，实现了不同元数据的交换。非遗数字资源众多保存机构之间因数据形式、操作系统、元数据格式等造成的数据壁垒被打破，各少数民族非遗的网络异构资源节点达成数据格式与类型统一，保证了各少数民族非遗资源机构、组织、个人间数据资源的互操作，实现了资源的互用性。

2.4.3 扩展性。少数民族非遗数字资源的共享模型并不是一个一次搭建的过程，在模型开始之初，是先将几个具有代表性或者规模较大的非遗数字资源加入进来，再循序渐进的增加其他的非遗数字资源保存机构，因此基于聯盟链的非遗数字资源共享模型具有较高的扩展性，实现不规定局限于与范围的，非遗数字资源的跨区域跨机构共享。[25]

2.4.4 其他优势。联盟链除了自身具有的数据安全等技术优势外，在应用于少数民族非遗资源共享方面优势明显。一是增加了非遗资源的完整性与多样性。之前一个单独的非遗保存主体，所能利用的非遗资源是有限的，联盟链可以同时纳入多个保存主体，增加资源的多样完整。二是打破了时空的限制。以往的资源传递需要保存主体时刻处于在线状态，若工作人员离线，资源的传输可能就无法完成，而在联盟链网络上不受时空限制，只需要部分节点在线即可完成传输。三是便于有关部门管理。可以将有关的监管部门加入联盟链网络，随时检查资源的状态，共享的数据，便于有关部门根据实际情况，制定相应的政策，也更有利于少数民族非遗资源的利用。总之，联盟链应用于少数民族非遗资源共享，不仅体现了联盟链区块链技术自身的特点优势，也展现了其应用优势，保障资源所有权不受侵犯条件下的高效、安全共享。

参考文献：

[1]施旖等.基于主题图的非物质文化遗产数字资源整合实证分析[J].图书情报工作，2018（04）：104-110.

[2]李仲周.区块链助推全球治理改革[J].可持续发展经济导刊，2020（01）：120-121.

[3]谷俊等.人文社科数据共享模型的设计与实现——以联盟链技术为例[J].情报学报，2019（04）：354-367.

[5]中国民间文化遗产抢救工程计划大纲（摘要）[EB/OL].[2003-9-8].http：//news.sohu.com/06/21/news212992106.shtml.

[6]《中国民间文学大系》总序[EB/OL].[2020-5-6].http：//www.ihchina.cn/luntan_details/20803.html.

[7]陈子丹.少数民族口述档案研究[M].云南大学出版社，2015.

[8]龙佑铭.贵州非物质文化遗产保护和发展刍议[EB/OL].[2019-9-23].http：//www.ihchina.cn/luntan_details/20803.html.

[9][11]孔凡敏.公共图书馆非物质文化遗产数据库建设研究[J].大学图书情报学刊，2019（05）：83-86.

[10]孙传明等.广西少数民族非物质文化遗产数字化保护现状及对策分析[J].广西民族研究，2017（03）：124-132.

[12]李淳等.数字资源的长期保存[J].信息记录材料，2019（12）148-150.

[13]周耀林等.我国非物质文化遗产资源长期保存标准体系建设[J].信息资源管理学报，2016（01）：38-43+51.