趙 秋 利

(河南大學，河南 開封 475001)

隨著5G的運用和推廣，人工智能、互聯(lián)網、教育、醫(yī)療、物聯(lián)網、自動駕駛、物流等一系列技術快速實現(xiàn)了融合，一個智能鏈接的時代即將到來，而與此相關聯(lián)的則是區(qū)塊鏈的飛速發(fā)展和應用。近幾年來，區(qū)塊鏈無孔不入的技術優(yōu)勢，使得它看似與圖書館無明顯交叉與關聯(lián)，但卻完全可以在圖書館數(shù)據安全、資源隱私和信任建構等方面發(fā)揮獨特的作用。

一、區(qū)塊鏈

區(qū)塊鏈是比特幣的底層技術架構，是被科學技術領域普遍認同的“繼蒸汽機、電力和互聯(lián)網之后，人類發(fā)展史上具有顛覆性作用的重大核心技術”，是工業(yè)經濟轉型為數(shù)據經濟的動力。如果說互聯(lián)網改變了傳統(tǒng)文本、音像、視頻等信息的傳輸方式，區(qū)塊鏈則通過自身的機制模型實現(xiàn)了不依賴于任何中介機構完成價值傳輸，例如數(shù)字資產的交易和轉讓，使交易變得透明、公正[1]。目前對于區(qū)塊鏈的定義尚未有統(tǒng)一的說法，從科技層面來說，區(qū)塊鏈涉及到密碼學、互聯(lián)網、計算機和數(shù)學等諸多科技問題，從應用方面來講，區(qū)塊鏈就是一個分布式賬本和數(shù)據庫，只是這個賬本具有去中心化和不可篡改的特性，全鏈共享、公開透明，因此區(qū)塊鏈具有極大的可信任性，而區(qū)塊鏈之所以有那么豐富的應用場景源于區(qū)塊鏈能夠解決信息不對稱問題和實現(xiàn)多個主體間的信任協(xié)作問題。區(qū)塊鏈本身具有五個顯著特點：分布式對等結構、去中心化信任的達成、數(shù)據公開透明、數(shù)據不可篡改、實現(xiàn)價值轉移，之所以在科技領域這么受歡迎，主要在于其交易的信任和安全性，支撐區(qū)塊鏈運作的四大核心技術：分布式賬本、非對稱加密、共識機制和智能合約共同支持區(qū)塊鏈的運作，使其能夠實現(xiàn)在諸多領域運行發(fā)展

二、區(qū)塊鏈運用于圖書館的條件

區(qū)塊鏈價值設計的七大原則是它運用于現(xiàn)代高校圖書館無可替代的條件支撐。第一，網絡信任機制。區(qū)塊鏈的網絡信任機制使得處于區(qū)塊鏈的數(shù)據更可信，從而使契約履行自動實現(xiàn)，交易效果能夠達到預期，實現(xiàn)交易歷史的完整性和可追溯性；第二，激勵原則。區(qū)塊鏈通過制定適度的經濟激勵機制使得節(jié)點因自身利益從而與系統(tǒng)整體目標相符合，達到對區(qū)塊鏈歷史的穩(wěn)定共識；第三，非對稱加密。非對稱加密技術能夠傳送保密信息和進行消息認證；第四，保護隱私區(qū)塊鏈是一種基于P2P的網絡，杜絕網絡篡改，支持匿名交易，基于區(qū)塊鏈的應用程序是去中心化的；第五，安全性。區(qū)塊鏈上的每個節(jié)點權利一樣且賬本數(shù)據一致，無法單獨篡改任一節(jié)點，極大的保證了鏈上數(shù)據的安全性；第六，權利保護機制。區(qū)塊鏈的去中心化、去信任性、集體維護、開源和匿名性等原則保證了各個節(jié)點的權利平等和公開透明，有效保護用戶權利；第七，包容性。區(qū)塊鏈技術致力于推動和倡導包容性，通過讓技術更加人性化吸引更多的企業(yè)實體參與區(qū)塊鏈價值設計[2]。面對高校圖書館場域諸多棘手問題，如數(shù)字版權管理、讀者借閱人臉識別、RFID系統(tǒng)的高效運營等，區(qū)塊鏈的這七大原則均能派上用場。

三、區(qū)塊鏈在國內外的運用現(xiàn)狀梳理與分析

(一)區(qū)塊鏈國內發(fā)展概述

區(qū)塊鏈作為一項可以傳輸價值的協(xié)議，適用于一切與價值相關的場域，近幾年，不論是從各個國家的政策支持還是從區(qū)塊鏈的嘗試運用，都是有章可循的。國家政策方面，2016年10月，中國工信部就發(fā)布了《中國區(qū)塊鏈技術和應用發(fā)展白皮書》(以下簡稱白皮書)，指出中國將引領全球邁進“區(qū)塊鏈可信數(shù)字經濟社會”，2016年12月，國務院也印發(fā)了《“十三五”國家信息化規(guī)劃》，第一次將區(qū)塊鏈技術正式寫進國家文件。2017年5月，中國區(qū)塊鏈技術和產業(yè)發(fā)展論壇公布了《區(qū)塊鏈和分布式賬本技術參考架構》，這也是中國首個由政府指導建立的國內區(qū)塊鏈標準。此后，區(qū)塊鏈的標準化形成，為區(qū)塊鏈技術在國內各個行業(yè)的應用提供規(guī)范和指導，區(qū)塊鏈在國內逐步發(fā)展[3]。2018年4月，教育部又頒布《教育信息化2.0行動計劃》提出建設學分銀行，推動各類型教育機構逐步實現(xiàn)統(tǒng)一學分制，加速實現(xiàn)教育縱向銜接和橫向互通，建立個人終身電子學習檔案。

(二)區(qū)塊鏈國內外應用案例

2018年4月，網班教育發(fā)布基于區(qū)塊鏈技術的教育培訓聯(lián)盟“EDC教育鏈”，通過區(qū)塊鏈的分布式記賬原則，結合相關分發(fā)機制，對學習者在不同教育機構的學習情況進行記錄，把不同教育機構修得的學分組合形成“學分銀行”，學習者完成相關課時的學習可免費獲得對應EDC學分，積累學分到一定程度可以申請“EDC教育鏈”聯(lián)盟內的學費減免福利。2018年10月，中國首家教育區(qū)塊鏈大數(shù)據試驗區(qū)在河北廊坊正是啟動。由北京市通州區(qū)教育委員會、天津武清區(qū)教育局和河北廊坊市教育局聯(lián)合搭建的大數(shù)據教育平臺，采集學生學習成長數(shù)據，通過區(qū)塊鏈不可篡改和分布式等特性，建立了學生的個人學習成長檔案[4]。

愛沙尼亞被稱為“區(qū)塊鏈政府”，將區(qū)塊鏈技術應用大各行各業(yè)中，利用點對點技術讓政府機構有效管理分布在世界各地的“電子公民”，登記在區(qū)塊鏈的公民信息也與國家機構、企業(yè)、學校、醫(yī)療部門鏈接，真正實現(xiàn)了“全球公民”。日本積極踐行區(qū)塊鏈技術，不論是在政務系統(tǒng)還是在加密貨幣領域，區(qū)塊鏈技術都有滲透，日本公眾對區(qū)塊鏈的了解也處于全球領先水平。法國保險巨頭安盛保險使用以太坊公有鏈為廣大航空旅客提供航班延遲自動賠償。德國保險業(yè)也看到了區(qū)塊鏈的技術潛力，其領軍企業(yè)安聯(lián)旗下的法國分公司，與區(qū)塊鏈合作開發(fā)了一款區(qū)塊鏈保險概念產品，目前已經開始了多個區(qū)塊鏈概念證明試驗[5]。

美國對區(qū)塊鏈的應用一直保持積極態(tài)度，在醫(yī)藥、安全福利、政府公共事務等領域都有嘗試，國土安全部曾撥款19,9萬美元用于美國邊境攝像頭的安全解決問題，也嘗試把區(qū)塊鏈運用于醫(yī)療服務領域，最為典型的是，該國投入10萬美元建立的區(qū)塊鏈技術支持的圖書館管理系統(tǒng)開創(chuàng)了全球區(qū)塊鏈應用的先例。數(shù)字化時代用的最多的是數(shù)字化檢索，數(shù)字化資源存儲和讀者信息保存以及與讀者互動等都成為了當代圖書館面臨的新挑戰(zhàn)，美國區(qū)塊鏈技術架構的圖書管理系統(tǒng)嘗試構建一個科學系統(tǒng)的知識體系作為檢索核心，使文獻和數(shù)據庫相互關聯(lián)，實現(xiàn)圖書館各類數(shù)字資源共享和開發(fā)。美國這個區(qū)塊鏈圖書館項目由圣荷西州立大學研究基金會推進，是由30個左右的圖書館、城市規(guī)劃領域的專家和區(qū)塊鏈領域的學者共同組成的一個研究團隊[6]。以上數(shù)據充分顯示了區(qū)塊鏈的迅猛發(fā)展及其向圖書館場域的進軍勢頭，其獨特的技術優(yōu)勢奠定了其在圖書館場域發(fā)揮的無可替代的作用。

四、區(qū)塊鏈在圖書館的應用方案探討

(一)基于區(qū)塊鏈的圖書館讀者視頻系統(tǒng)

圖書館館藏資源豐富，是知識的儲藏地，完整保存圖書館資源是圖書館的最基本職責，尤其是某些基藏書庫或者閱覽室，保管措施應當更加嚴謹，基于區(qū)塊鏈的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，能夠最大化地提取監(jiān)控數(shù)據，防范視頻數(shù)據丟失，實現(xiàn)數(shù)據監(jiān)測及恢復，為保證圖書館資源提供強有力的保障。

該系統(tǒng)允許圖書館內部每路攝像頭建構屬于自己的單獨一條區(qū)塊鏈，各個區(qū)塊鏈第一個區(qū)塊被稱為攝像頭區(qū)塊，根據不同的攝像頭地址分別創(chuàng)建相對應的視頻區(qū)塊鏈，后期每個攝像頭記錄下的視頻區(qū)塊根據各自的IP地址掛到相對應的視頻區(qū)塊鏈上，形成一個創(chuàng)世區(qū)塊。如此形成的視頻結構除了包含一整套完整數(shù)據外，還包含有時間戳、攝像頭IP等，攝像頭最后將這些統(tǒng)一組裝進視頻數(shù)據，在視頻監(jiān)控網絡進行傳播，使區(qū)塊鏈上每個節(jié)點都會收到視頻數(shù)據信息，在視頻傳播的過程中，節(jié)點會對視頻幀數(shù)據的完整性進行檢測并加修復。出現(xiàn)信息不匹配的情況，輸入視頻的提取時間范圍，通過時間戳等技術找到對應的時間段提取存儲在相應區(qū)塊里的幀數(shù)據，恢復原始視頻[7]。

(二)基于區(qū)塊鏈的圖書館人臉識別系統(tǒng)

很多高校圖書館為了更好的服務于本校師生，實行了門禁和人臉識別系統(tǒng)，此外，國家大力提倡的智慧型圖書館建設也支持圖書館進一步完善讀者信息數(shù)據系統(tǒng)，其中人臉識別即是智慧型圖書館的重要組成部分，也是圖書館公共服務提高的保障之一。

人臉識別技術包括人臉檢測、臉部特征提取和人臉特征比對三個過程，這些功能構成人臉識別模塊，基于區(qū)塊鏈的人臉識別系統(tǒng)是由攝像頭群組、運算資源節(jié)點網絡、系統(tǒng)運營節(jié)點構成的，是把空閑的算力整合完成識別任務，不必投入過多的硬件搭建系統(tǒng)平臺，降低成本的同時也因為區(qū)塊鏈的自帶信任和防篡改功能更加適用于人員軌跡分析等。人臉檢測、識別是一種高精準、極難仿冒、穩(wěn)定性強的生物科技手段，建構基于人臉識別的智能辨別系統(tǒng)能夠快速實現(xiàn)人臉圖像的抓拍、儲存與傳輸，是集人臉特征提取、分析識別、門禁報警、人臉查詢于一體的數(shù)據處理功能，如果后期回放過程中發(fā)現(xiàn)問題，區(qū)塊鏈功能還可以幫助擴展人臉檢索，通過區(qū)塊鏈構建的嚴密的人臉智能監(jiān)控網絡，可以跨越時空，實時跟蹤處于每個鏈上的監(jiān)控現(xiàn)場，提高圖書館綜合管理水平，嚴格把控進館讀者[8]。

(三)基于區(qū)塊鏈的RFID大數(shù)據溯源機制

RFID是最近幾年在圖書館流通書庫經常操作的一種射頻識別技術，此項技術對數(shù)據的安全性要求極高，數(shù)據溯源追蹤是RFID技術的重要領域之一。目前，研究人員已經發(fā)現(xiàn)了一種基于區(qū)塊鏈的RFID大數(shù)據溯源模型，有望在圖書館場域建立區(qū)塊鏈賬本，構建直達讀者的RFID大數(shù)據溯源機制，建立全程鏈式路徑，形成資源共享、信息透明的數(shù)據鏈。

通過基于區(qū)塊鏈的RFID大數(shù)據溯源機制，讀者能夠準確預測和標識攻擊源，在確定被毀壞的文件基礎上，核實該文件或進程溯源圖，對正常訪問信息進行過濾，最終識別系統(tǒng)入侵的根源。在圖書館流通場域，此機制會將攜帶RFID標簽的圖書在流通過程中形成的大數(shù)據信息保存至云端或者服務器，通過區(qū)塊鏈技術形成首尾相連的各個數(shù)據塊，進而構成攜帶有溯源信息的RFID大數(shù)據溯源數(shù)據庫，此路徑能夠實現(xiàn)數(shù)據追蹤、過程重現(xiàn)和信息評估等，并保證其安全性。區(qū)塊鏈的安全性將帶有“唯一”標識的數(shù)據進行交易，很輕松地解決數(shù)據溯源問題，讀者或者用戶可以驗證正在交易的數(shù)據來源及中間環(huán)節(jié)，通過區(qū)塊鏈的加密舉證方法還可以實現(xiàn)對數(shù)據內容的各種權威追蹤，使數(shù)據在流通過程中可管、可控，加快圖書流通與交換[9]。

(四)基于區(qū)塊鏈的版權保護機制

隨著開放的共享資源和數(shù)字資源的快速發(fā)展，現(xiàn)有的版權保護機制已經遠遠跟不上數(shù)字資源無限復制性和多維塑造性的發(fā)展特點，圖書館相對豐富的數(shù)字和文本資源被盜版或者丟失的情況屢見不鮮但是得不到有效解決，傳統(tǒng)的版權保護瓶頸問題日益凸顯，而區(qū)塊鏈的智能合約技術和非對稱算法等恰似解決數(shù)字資產的一把利劍。

智能合約也可以稱為智能合同，是運行在區(qū)塊鏈上的獲得多方承認的一種程序，由事件驅動、能夠根據預設條件自動處理資產，最大優(yōu)勢是運用計算機程序算法代替人們執(zhí)行合同，具有數(shù)據透明、不可篡改和永久運行的特點，智能合約技術的這種不經過任何中間人系統(tǒng)自動執(zhí)行程序的特點有效保證數(shù)字資產的確權和維權[10]。此外，區(qū)塊鏈的非對稱加密算法能夠確保版權信息的安全性和可靠性，由于其公開透明的特點，任何讀者和用戶都有權利查詢數(shù)字資產的出處和來源，從而保證版權歸屬問題。區(qū)塊鏈的去中心化技術應用到數(shù)字資源中，可以實現(xiàn)點對點資源共享，減少中介，降低數(shù)字資源周轉和被盜風險。而區(qū)塊鏈的分布式賬本技術則將數(shù)字資源存放于不同的區(qū)塊，實現(xiàn)所有節(jié)點共享，既解決信息孤島問題，又可以避免單個節(jié)點被篡改全鏈皆被盜的情況。