区块链技术赋能智慧图书馆发展探析

谢敏仪（广东省立中山图书馆）

区块链是新一代信息技术的重要组成部分，是分布式网络、加密技术、智能合约等多种技术集成的新型数据库软件，其去中心化、不易篡改、可溯源等特性有望解决网络空间的信任和安全问题［1］。为了加快区块链与图书馆应用场景的融合，图书馆界已在知识版权管理与保护、文献资源采购管理、数字阅读平台建设、馆际互借、通借通还等方面展开探索与研究。笔者认为区块链技术赋能智慧图书馆发展可分为以下三个阶段。

1 区块链技术赋能智慧图书馆发展1.0阶段

1.0 阶段是区块链技术融入智慧图书馆发展的初级阶段，普遍以私有链的形式应用于图书馆。在运行过程中图书馆控制网络的写入权限，不同用户级别拥有不同的读取权限。与公有链相比，私有链达成共识的时间相对较短、交易速度更快、效率更高、成本更低。

1.1 图书采编流程全程上链有利于监督管理

传统的采编流程中的图书都是按批处理，图书采选、验收、编目等环节的人工操作极易造成图书采编效率难以控制、监管追责困难。同时，由于采分编工序用时过长导致图书时效性变差，影响读者的借阅体验。为了提升采编工作效率，广东省立图书馆研发了图书采分编智能作业系统—— “采编图灵” ：该系统对编目前期工作如粘贴条码、加盖馆藏章、粘贴RFID标签等实现全自动化操作，并通过与图书馆业务自动化系统（Library Automatic System，LAS）对接，对已完成联机编目数据的图书实现全自动化套录编目。系统规范化、标准化的操作使每道工序都确定了完成的标准时间，为实现精准量化管理提供了数据基础。

如果区块链技术能融入 “采编图灵” 中，把采编流程的每道工序及所需时间打包信息块放入链中，其特有的去中心化、防篡改、可溯源等特点能够留下不可篡改且发生时间明确的数据记录。基于此记录，审查人员能够清楚地进行穿透式监管，一旦出现问题，可以根据时间戳确定责任，从而避免各方相互推卸责任的可能。区块链上的信息都是公开透明的，读者可以通过这个共享数据库了解到图书采编的流程，加深读者与图书馆间的有效沟通，有利于对图书馆工作的监督检查。

1.2 读者享有个人隐私信息管理权

在区块链技术中，通过公钥、私钥的非对称加密机制，读者享有密码的管理权，拥有对个人隐私数据进行选择、授权、删除和恢复的权利。读者可以通过智能合约制定个人信息数据的提取条件，按隐私的不同等级采取相应的加密处理，当图书馆或其他信息机构想要获取数据时，会激发智能合约发起申请，符合合约条件的自动执行。区块链隐私保护、智能合约的功能使读者在不同应用场景中，可以自由地对个人数据进行授权，从技术上降低大数据、数据挖掘等任意获取读者个人信息的概率，能够有效保障用户隐私的安全。

1.3 保护用户信息安全并实现精准阅读推送服务

深度理解读者信息需求，分析读者信息行为，向不同读者提供个性化、多元化、精准化的智能知识服务是智慧图书馆发展的主要方向。目前针对读者数据挖掘的过程会造成个人信息泄露的风险，基于区块链技术的应用，对读者授权的个人信息可以从源头上对其身份信息进行加密，其分布式存储可以有效保障用户的隐私和数据安全，在身份验证、数据流转中做到 “信息可用不可见” 的效果。

在保证读者信息安全的前提下，利用链上读者使用图书馆过程中产生的阅读轨迹（如借阅数据、浏览下载记录、参与活动等）以及读者发布链上公开共享的其他活动信息对读者的阅读习惯进行深度挖掘与分析，构建出读者的用户画像，从而为读者提供精准的信息智能化推送服务。

1.4 智能合约为知识产权保驾护航

公共图书馆在为读者提供个性化、精准化信息推荐服务的同时，推送信息所涉及的版权问题无法把控，容易陷入侵权法律纠纷。知识产权分配的不明确制约了图书馆推动数字信息资源精准服务的开展。

中国国家数字图书馆利用区块链智能合约解决服务过程中数字版权的确权问题的做法具有实践参考意义，其数字资源版权区块链管理不仅实现了 “版权生成→版权流转→版权监管” 的一体化运作，而且极大地增强了数字资源服务的可信性、互操作性与可扩展性［2］。在数字资源获取过程中，借助区块链分布式存储技术快速准确地登记数字资源采集权、处置权、存储权与传播权，为清晰划定数字资源著作者与加工使用者的权益边界奠定基础。在数字资源处理过程中，借助区块链信任和共识机制对经过确权登记的数字资源进行结构化管理，并依据数字资源生成时间、衍生改造等关键版权数据构建用户画像。在数字资源推荐过程中，借助区块链智能合约严格约束数字资源版权的合理使用范围，据此投放契合用户画像的数字版权资源［3］。

1.5 内容监管层层把关

图书馆是社会主义公共文化服务体系的重要组成部分，作为全民阅读的重要阵地，要求图书馆必须努力打造优质信息资源，为广大民众提供文化保障。随着互联网的普及，海量信息良莠不齐，图书馆有责任删除违法违规的内容，然而庞大的信息数据使得事前审核无法做到百分百可靠。因此，可利用区块链去中心化、信息公开透明、不可篡改等特性，让审核素材、审核结果入链，由链上的用户一起对信息进行审核判断，成为共同监督的主体。以消除谣言为例，图书馆可以运用区块链共识机制，让网络在线的社会大众参与内容信息传播的核实与监督，一旦发生造谣行为，利用时间戳可追溯源头、分发路径、转发与扩散的授权等信息。区块链发布前审核、过程中监督、发布后快速追溯三个环节紧密相扣，助力图书馆信息管理及信息传播的良性发展。

1.6 存在问题及建议

1.6.1 搭建区块链基础操作平台技术难度大

区块链技术仍处于相对不成熟阶段，操作响应速度、数据安全性、资源存储设备等版块在现阶段的技术很难做到满足所有需求。而且，区块链技术的不成熟还增加了搭建基础操作平台的转换成本及失败的概率。笔者认为，区块链基础操作平台的搭建可以有两种思路。

（1）利用自身技术优势自建平台。图书馆可以利用自身的技术能力优势进行研究开发，在此基础上搭建的区块链应用系统可以让开发团队对业务有深刻的理解，对想要解决的问题有更为清晰的思路，系统搭建好后，后续的跟进和维护工作也更为便利。此外，从自身的数据和信息安全上考虑，选择自建系统能使图书馆保证对关键资源和数据的安全控制。自建系统具体可细分两种：第一种是所有技术攻坚克难都由图书馆内部技术人员完成，完全自主研发一套区块链软硬件技术体系，但这基本只能在省级或国家级大型公共图书馆才能实现；第二种是加入相对成熟且具有一定发展规模的区块链基础操作平台，依托其开放的开源底层技术平台构建适合自身发展的区块链应用模型。笔者认为，第二种方法的可操作性较强，有平台做基础，能极大降低技术人员的劳动强度，同时节省开发的时间及成本。

（2）全部外包给专业区块链服务商构建平台。一些技术研发较为薄弱的图书馆，则需要寻求外部力量。由于专业区块链的服务商对图书馆业务的不了解，这种全外包方式，在图书馆业务管理的细节设置方面不够完善，需要在使用过程中不断调整磨合，并且在合作过程中可能会出现内部重要数据泄露问题。笔者认为，图书馆可以与技术提供商通过深入地沟通来减少操作过程中的摩擦，并与之签署一些责任共担保险条款来减轻、对冲外部风险。

1.6.2 部门架构重组及员工职能转变与适应

区块链技术的应用会对图书馆岗位设置的技术要求产生一定的影响，可能会裁减或取缔一些传统岗位，但也会出现新的职能岗位。以广东省图书馆为例， “采编图灵” 上线后，编目前期的图书加工环节从手工操作转变为全自动化操作，图书验收等传统岗位环节减少，为读者提供精准、个性化信息推荐服务岗位增加。因此，怎样优化组织结构、合理配置岗位、制订相应的员工管理激励制度都需要馆领导提前规划、做好衔接，从而为区块链融入图书馆各项业务管理工作打下坚实的基础。

1.6.3 解决著作者版权保护与图书馆合理使用权利的平衡

智能合约保护了著作权的有偿许可使用，而图书馆却失去了合法合理使用作品的权利。我国《著作权法》第 22条规定：在 “为了个人学习、研究或者欣赏目的” “为介绍和评论某一作品或者说明某一问题” “为学校课堂教学或者科学研究需要” 以及 “陈列或者保存版本需要” 等合理使用作品的情形下［4］，只要图书馆符合这些目的，就可以直接使用与分享。因此，必须从技术层面作出改进，方能保障图书馆对作品的合法合理使用权利。吉宇宽在《区块链下智能合约对图书馆著作权利益的限制与改进策略》中提到的 “反要约” 方法具有借鉴意义，文中提到图书馆可以根据法定权利重新建立新的智能合约以覆盖前一个合约，实现图书馆的 “反要约”［5］，区块链会把前后合约的相关内容自动上链保存。著作权人同意图书馆的 “反要约” ，就可建立一份新的智能合约，再邀图书馆点击触发合约自动执行。与此同时，让知识产权管理机构、著作权管理组织、司法机关参与后台管理，进一步保障图书馆合理使用作品的权利。

2 区块链技术赋能智慧图书馆发展2.0阶段

智慧图书馆发展2.0阶段是以联盟链形式合作共建的。联盟链仅限联盟成员参与，成员馆参与区块链运行需要按照规则获取读写、参与记账的权限，权限设计要求更复杂、更具去中心化的特性，可信度更高。各方技术通力合作有利于提高代码的整体质量，且能控制区块链集成和维护成本，有助于推动整体的开放创新。

2.1 组建省级总书库

建立省级总书库，对保障省内出版物的完整收藏及地方特色的文化传承起到重要作用，且对于保护著作权益、加强出版物管理意义重大。区块链是一种典型的协作型技术，它强调的是通过公开透明的可信计算平台，降低各参与方的交易成本和交易摩擦。利用区块链技术及相应的智能合约、共识机制以及激励制度，在数据融合及运行机制下，每个图书馆不用改变已有借阅规则、服务模式，只是作为资源供给方提供数据的接入即可，一定程度上可解决异构系统间书目数据和读者数据交换、同步、互操作等问题，为馆际合作与共享提供一种创新性的解决路径。利用区块链联盟组建省级总书库具有以下特点。

（1）共享总库数据，有效避免重复编目。引用区块链技术可以有效解决图书重复编目及编目质量参差不齐的现象。一些编目技术薄弱的图书馆可以利用这个信息共享的数据库，对照待编文献查找适合自己系统的数据格式并下载数据，从而提升工作效率，降低工作成本，并达到书目数据的规范统一。图书数据供应商也可以从总书库下载数据，利用区块链可溯源、版权明晰的特性，根据区块链的时间戳直接匹配数据所有者，利用智能合约的条件触发对接，完成数据的购买下载。

（2）利用总书库文献资源进行查重补缺。县（镇）级公共图书馆等文化服务机构由于购书经费少，缺乏多种类型的图书采访渠道，一般都是到书店现采或按上级推荐的书目购买。加入区块链联盟，不仅能共享海量的电子信息资源，还能对照总书库的书目数据，利用图书的ISBN号、题名、著者等信息找到适合本馆收藏的图书。如果图书供应商（出版社、书店等）能加入联盟链，各馆就可提出申请，符合智能合约条件的自动进行交易，完成图书的购买。

（3）利用共识机制共同维护总书库数据质量。当成员馆在使用过程中发现数据错误时，可在链上发布信息，通过共识机制系统根据内容的时间戳形成溯源路径，再通过计算机的规则约定自动把链上所有存在错误却又被不同用户下载的数据做统一修正处理，这样既保证了数据的规范与统一，又能够减少数据维护所需的人力、财力等支出成本，且据此可以追责到相应责任人，可以促进编目人员增强责任意识，进而提高编目质量。

2.2 联盟馆内通借通还

总分馆体系中的一卡通服务基本是在同一业务系统内实现通借通还，馆际间跨异构系统的通借通还目前还无法实现。而联盟链应用平台的创建是基于区块链技术实现去中心化，每个联盟馆都有同步的独立账本，在不改变原有组织架构的前提下，系统能快速低成本获取跨领域关键要素数据，并整合数据，发挥数据要素的协同作用，实现可信信息传递。与传统一卡通服务相比，联盟链下的一卡通有以下两种表现形式。

（1）读者跨市跨馆就近借还书。联盟链应用平台赋予读者唯一经过加密的身份数字ID——借书证，这张虚拟的借书证全网通用。读者在N市A馆借书，可以到F市B馆还书，因为读者在N市A馆借书的所有信息都会通过Hash密码程序同步上链，当读者在F市B馆还书时，B馆只要通过系统的协议规则调出读者的借书信息，就可确定图书来自N市A馆。确定信息后同意该读者在F市B馆还书，并且把还书信息同步Hash上链，就会得到完整的借还时间链，从而解决图书的归属问题。

（2）读者之间互借互还。区块链的开放和共识技术解决了信息传播的最大化问题。除了交易记录、身份证照一类的私有信息被加密保护外，任何人都可以通过公共的接口查询链中已外借图书的信息。外借数据也是一种文献资源的集合，通过区块链技术可以形成一个流动的借阅书库供读者借还书。如读者A想借一本书，查询到已被读者B借走，则读者A就可以在链上发出申请，系统会将申请转发给读者B，由读者B决定是否转借给读者A。非对称加密机制及分布式存储可以有效保障用户的隐私安全，并且把决定权留在用户手上，让用户决定是见面转借还是通过智能合约发起交易利用物流配送。由于图书不用还回到图书馆，极大减少了图书重新登记、上架、管理等工作流程，加速了书籍的流动，图书馆也不再是文献借还的中心，转变角色成为一名普通 “读者” 。区块链下读者间互借互还模式将会是图书馆传统借阅服务的创新。

2.3 实现联盟悦采O2O

近年来国内图书馆界出现的 “你选书，我买单” 式读者决策采购服务（PDA）就是一种O2O模式的馆藏借阅服务方式。读者在书店看到需要的图书可以利用图书馆APP或微信公众号扫一扫功能，只要符合采购条件就可通过简单加工手续把新书借走。但是由于每个馆的采选规则不同及复本量的规制，经常会出现读者选而不得的尴尬。而在区块链建立的可信计算平台运作下，可以实时开放显示每个图书馆的馆藏情况及现采的规则，利用共识机制及智能合约制定的条件，读者想借的图书只要符合相关合约的规定即自动执行交易，确立图书的产权归属，且借阅过程全程上链，不可篡改，从而实现现场购书。因此，在联盟馆的通力合作下，读者现场成功借书的概率会大为提高。

2.4 拓展读者服务活动的覆盖面与影响力

利用联盟链操作平台，联盟馆的各项读者服务活动都可以在官网及联盟平台上发布信息并随时更新，在公开、透明的机制下，流程一目了然。配合人工智能及大数据分析等先进技术进行精准推荐，让更多有兴趣的读者参与到活动中来。同时，各联盟馆也可以针对某一项活动提出自己的建议，通过不同参与方的内容上链，串联更多内容信息，有效拓展内容资源，实现对用户的持续吸引，进而扩大图书馆的影响力。

2.5 存在问题及建议

（1）政策、标准、法规缺一不可。缺乏通用行业标准和清晰的法律法规是限制区块链应用扩展的主要因素之一。如果引入区块链可以引起政府监督机构的重视，进而建立起配套的法律法规，清晰界定参与方的法律地位和责任，清楚区分系统运行过程中出现纠纷时的相关法律责任，则可以较为轻松地建立行业标准。虽然目前有关区块链相关的法律法规还有待完善，但是国家已积极出台相关的技术应用与发展的政策。据《2020—2021年中国区块链产业发展白皮书》统计，2020年各部委发布的区块链相关政策已超50项。截至2020年12月，我国各省、自治区、市地方政府出台配套政策支持区块链发展的政策已达463项［6］。2021年10月29日，第一届全国区块链和分布式记账技术标准化技术委员会成立，标委会的聚焦重点是要为区块链技术和产业创新发展提供标准支撑［7］。区块链标委会的成立，加快了标准制定的步伐，区块链行业标准的颁布指日可待。

（2）确立治理共识。当区块链系统需要在多个联盟馆间建立合作关系时，协调各方参与的积极性将变得十分复杂。笔者认为，省级图书馆要担负起引领带头的作用，协调多方关系，建立有效的沟通机制，并就如何领导和管理系统等内容达成共识，使整个系统能够顺利运转。联盟链系统可以建成 “1+N” 联盟链结构，联盟链内省图书馆为1个超级节点，除具备普通节点的基础功能外还负责授权图书馆加入联盟链、业务规则制定及链上管理、整体信息系统维护等工作。各联盟馆为分节点，负责各自馆内借阅流通记录同步上链，且及时更新和维护数据与系统，通过智能合约及共识机制共同合作保证链上的正常运行［8］。

（3）人才培养与技术提升。区块链技术作为新型的数字信息技术，应用前景广阔，需要大量的技术型人才和融合型人才，但可借鉴经验较少，拥有相关知识结构和工作经验的人才在现阶段极度稀缺。据国际权威咨询机构 Gartner预测，未来 5年中国区块链人才缺口将达 75万以上［9］。笔者认为，除了应用机构或组织自身要加强内部技术团队的技能培训与提升外，还要积极促进区块链技术国际交流活动的展开。目前由于新冠肺炎疫情影响，可以开展跨国线上线下联合教学模式，定期聘请国内外资深区块链专家、学者进行线上授课，也可邀请国内区块链从业者分享心得体会，通过专业授课、技术交流指导等方式提升专业技能，为构建现代数字化流通体系储备人才、技术及各方资源。

3 区块链技术赋能智慧图书馆发展3.0阶段

自2008年第一条区块链诞生以来，各个行业针对不同的应用场景开发了种类繁多的区块链应用平台。由于链和链相互独立，不同的区块链系统基于不同的共识算法、数据结构、安全算法和账本类型，从而导致链之间无法通信，数据难以互认。如果说共识机制是区块链的核心，那么 “万链互联、万链互跨” 技术则是未来区块链发展的趋势。同理，区块链赋能智慧图书馆发展3.0阶段必定是一种跨链形式存在的快速发展阶段。

3.1 国内跨链互连

（1）构建全国图书馆跨链系统平台。目前一些技术型机构已经相继开展了跨链技术的研究，如蚂蚁区块链技术实现跨链数据连接服务，通过制定标准化的区块链UDAG全栈跨链协议，保证跨链交易的安全性、可扩展性及可靠性，实现同构及异构链之间的可信互通及协作［10］。作为全国的藏书中心和图书馆学研究中心的国家图书馆，应承担起图书馆事业引领带头的模范作用，凭借其雄厚的技术力量及财政优势自建或与区块链技术服务商合作搭建全国图书馆跨链系统操作平台，与各省（区、市）区块链联盟馆系统资源整合，让读者真正享有一卡通的便利。

（2）图书馆联盟链与其他专业应用链整合。图书馆联盟链可以加入到省、市政府数字经济服务的总链上，与 “仲裁链” “税链” “政府公信链” 等一系列助力社会治理的联盟链进行融会贯通，建立基于区块链技术的政务数据共享平台，促进政务数据跨部门、跨区域的共同维护和利用。在教育培训、医疗服务和公益救助等公共服务领域优先开展应用，促进业务协同办理，深化 “一网通办” 改革，为人民群众带来更好的政务服务体验。

3.2 境外跨链互连

（1）参与国际图书馆区块链应用实践研究。目前国外许多图书馆已经开始对区块链的应用开展实践性探索与研究。例如，依托美国政府经费资助，圣荷西州立大学建立了区块链的图书馆应用平台 “LibChain” ，平台当前的主要研究方向是应用区块链技术建立分布式图书馆环境［11］。我国图书馆界应积极与国际图书馆组织在技术标准、开源社区、人才培养等领域开展深度学术交流，拓展国际交流合作渠道，提升国际化发展水平和层次，最终构建出图书馆区块链国际合作交流平台，实现全球图书馆数字资源跨链互联及可信共享。

（2）图书馆与境外著作权人进行直接交易。DECENT GO由瑞士DECENT基金会于2015年创建，是一款开源非营利性质的数字内容分发协议，运用区块链技术确保信息安全和信任，该平台面对自媒体人、版权作者、出版商、粉丝、创意个人以及有此需求的所有用户免费开放，是一个致力于重塑在线出版业的数字内容分发平台［11］。目前国内外已有多家图书馆机构开启了DECNT GO BLOCKCHAIN的应用。随着区块链网络清结算实时支付系统的日益完善，图书馆可以与境外著作权人直接进行交易，省去中间商的提成，极大地降低了信息资源采购的成本。

3.3 存在问题及建议

（1）网络信息安全。世界经济论坛发布的《2019年全球风险报告》指出，数据泄露和网络攻击已成为全球五大风险之一［12］。区块链自诞生之时起，因黑客攻击导致区块链数字资产流失事件从未停止。2010年，黑客对比特币发动攻击，打破了比特币的有限总量，凭空创造了1,844.67亿个比特币［13］。事实说明，作为区块链的管理者，必须建立起风险防控机制和防范措施，常态化开展重点领域安全风险的评估分析，落实安全主体责任。在技术层面上加强智能合约、共识机制、加密算法等关键核心技术的研发，确保长期处于国际领先水平。

（2）意识形态安全。意识形态安全是国家安全的基本构成要素，意识形态会影响价值观念和思想道德规范。图书馆是传播意识形态的重要阵地，所以要严格把控好文献资源的进入关口。随着区块链技术下国际化的互联互通，图书馆对国外书籍、音像资料等资源的采购愈发便利，这既是机遇也是挑战，对含有危害国家统一和主权领土完整以及反党反社会的意识形态论调等内容的出版物要及时发现和处理，做到书籍来源合法、管理规范、检查到位。

（3）跨国的身份认证困难加大。在国内，政府部门可以对用户身份信息背书以确保信息真实可靠。但是跨国之间，系统的连接、信息的相互补充存在很大的问题，并且无法确定区块链上信息在隐私和数据保护合规方面该适用哪个国家的法律。当一个系统在收集、处理个人信息时，可能需要遵守很多不同法域的法律，而对于节点分散在不同国家和地区的区块链系统而言，又该如何确保数据的跨境传输是合规的，这些方面都有待更深入的研究与探讨。

对于世界各国来说，区块链还没有形成强大的技术壁垒，我们要积极参与区块链全球标准化活动和国际标准制定工作以提升国际话语权。目前，国际标准化组织（ISO）成立了专注于区块链领域的技术委员会TC 307（区块链与分布式记账技术委员会），开展基础类、身份认证、智能合约等重点方向的标准化研制工作。中国分别承担了分类和本体（Taxonomyand Ontology）的编辑以及参考架构（Reference architecture）的联合编辑职务［14］，在某些关键性成果上贡献了中国的技术力量，也为我国相关企业参与区块链领域的国际竞争奠定重要基础。

区块链无论是以私有链、联盟链还是跨链形式赋能智慧图书馆的发展都是新的尝试。这是一个全新的课题，缺少实践经验，但这也提供了机遇。希望通过图书馆界同人的共同努力，最终建立起惠及全民的互联互通、开放共享的智慧图书馆知识服务体系。