摘 要：[目的]建設(shè)可長期使用和保存的數(shù)據(jù)監(jiān)護平臺是開展科研數(shù)據(jù)監(jiān)護服務(wù)的核心環(huán)節(jié)和關(guān)鍵。[方法]文章針對機構(gòu)知識庫科學(xué)數(shù)據(jù)監(jiān)護平臺存在的數(shù)據(jù)規(guī)范性、可信任度、安全性和隱私問題，利用區(qū)塊鏈技術(shù)的安全、公正和去中心化等特性，提出融入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)的機構(gòu)知識庫科學(xué)數(shù)據(jù)監(jiān)護模型。[結(jié)果/結(jié)論]本模型能夠?qū)崿F(xiàn)機構(gòu)知識庫科學(xué)數(shù)據(jù)監(jiān)護的基本功能，保障數(shù)據(jù)存儲的安全，提高科學(xué)數(shù)據(jù)共享的效率、利用率和知識產(chǎn)權(quán)保護力度。

　　關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈;機構(gòu)知識庫;數(shù)據(jù)監(jiān)護;科學(xué)數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)管理

　　20世紀90年代開始，開放獲取運動(Open Access，OA)在圖書情報、編輯出版和新聞傳播領(lǐng)域快速興起[1]。這種旨在消除科學(xué)數(shù)據(jù)間的價格壁壘和許可壁壘，促進科學(xué)數(shù)據(jù)共享和廣泛使用的倡議很快獲得了廣泛關(guān)注。在開放獲取理念的倡導(dǎo)下，國內(nèi)外的高校和科研機構(gòu)紛紛將機構(gòu)知識庫的建設(shè)作為其科研信息服務(wù)的重點。設(shè)立機構(gòu)知識庫的初衷主要是為實現(xiàn)兩點：其一是實現(xiàn)機構(gòu)知識庫中科研成果的開放獲取，打破傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享壁壘，促進知識的交流和再生產(chǎn);其二是可以長期保存建設(shè)機構(gòu)的科研成果，提升機構(gòu)的學(xué)術(shù)影響力和成果展示度，彰顯機構(gòu)的學(xué)術(shù)聲望、學(xué)術(shù)水平和社會價值[2]。

　　機構(gòu)知識庫在被提出來后發(fā)展迅速，但是在廣泛關(guān)注和快速發(fā)展的背后，機構(gòu)知識庫的建設(shè)和應(yīng)用也遇到了一些問題：一方面，承擔(dān)機構(gòu)知識庫建設(shè)的高校和科研機構(gòu)容易受制于自身知識資源儲備、專業(yè)人才儲備和資金及技術(shù)上的制約，服務(wù)范圍面向單一機構(gòu)本身容易限制機構(gòu)知識庫的可持續(xù)發(fā)展;另一方面機構(gòu)知識庫與傳統(tǒng)的學(xué)科庫相比，用戶認知度和用戶參與度都并不理想，這主要是由于機構(gòu)知識庫定位模糊而且服務(wù)理念尚不完善所致。針對這兩方面問題，需要由圖書館員通過協(xié)助學(xué)者完善數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)來促進共享，積極幫助形成向各自領(lǐng)域的學(xué)科庫發(fā)布數(shù)據(jù)成果，建設(shè)可長期使用和保存的數(shù)據(jù)監(jiān)護平臺[3]。

　　當(dāng)前數(shù)據(jù)監(jiān)護平臺在數(shù)據(jù)組織的持續(xù)性和可擴展性方面存在不足，存儲數(shù)據(jù)遭到破壞、更改、泄露或丟失風(fēng)險[4]，數(shù)據(jù)內(nèi)容揭示與服務(wù)方式深讀不夠[5]，數(shù)據(jù)的異構(gòu)性與數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)之間矛盾突出[6]等多種懸而未決的實際問題，方興未艾的區(qū)塊鏈技術(shù)則因其安全、公正、去中心化等特性為以上問題提供了一個可能的解決方案。本文嘗試將雙鏈?zhǔn)絽^(qū)塊鏈技術(shù)的相關(guān)思想融合到數(shù)據(jù)監(jiān)護服務(wù)中，并提出相應(yīng)的模型架構(gòu)，以此為未來的數(shù)據(jù)監(jiān)護服務(wù)開展提供思路。

　　1 區(qū)塊鏈技術(shù)理論基礎(chǔ)及構(gòu)建機構(gòu)知識庫科學(xué)數(shù)據(jù)監(jiān)護模型的可行性

　　1.1 區(qū)塊鏈技術(shù)理論基礎(chǔ)

　　區(qū)塊鏈(Blockchain)是由多個獨立節(jié)點參與的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，也可理解為由這些獨立節(jié)點共同維護的分布式賬簿(DLT，Distributed Ledger Technology)，這是一種基于去中心化、去信任思想的數(shù)據(jù)記錄方式。由此延伸可知區(qū)塊鏈技術(shù)是一種不依賴任何第三方、通過自身分布式節(jié)點進行數(shù)據(jù)交互、驗證、存儲的技術(shù)方案[7]。

　　區(qū)塊鏈技術(shù)之所以備受矚目，很大程度上是因為這種技術(shù)方案從根本上改變了人們的信任模式。傳統(tǒng)的信息交流和價值交換過程必須通過中介進行，中介作為信息交流和價值交換中的第三方，為網(wǎng)絡(luò)中互不信任的各個節(jié)點搭建橋梁，信息和價值被集中至中心節(jié)點，再由中心節(jié)點甄別后分配給目標(biāo)節(jié)點。這種中心化的組織形式為信息和價值的交流活動增加了成本、降低了效率，且中心節(jié)點一旦遭受攻擊，就將會威脅到整個網(wǎng)絡(luò)的安全。而區(qū)塊鏈技術(shù)則提供了一種無需信任單個節(jié)點，并能創(chuàng)建共識網(wǎng)絡(luò)的方法解決了點對點通信中的基本問題，即拜占庭將軍問題(Byzantine Failures)。

　　區(qū)塊鏈的工作原理(見圖1)是將數(shù)據(jù)分成不同的區(qū)塊(Block)，每個區(qū)塊的塊身(Body)存儲項目(Item)，塊頭(Header)包含對前一區(qū)塊的塊頭進行哈希函數(shù)(Hash Function)計算所得到的哈希值，各個區(qū)塊之間都由其塊頭的哈希值與先前的區(qū)塊緊密相連成為一個鏈條(Chain)[8]。

　　圖1 區(qū)塊鏈工作原理示意圖

　　這種塊鏈結(jié)構(gòu)是完全時序的，每一個區(qū)塊在創(chuàng)建之時都會被賦予一個無法篡改和偽造的時間戳，這使得整個數(shù)據(jù)庫擁有可回溯的完整歷史;網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點獨立作業(yè)，它們享有同樣的權(quán)利和義務(wù)，這保證了網(wǎng)絡(luò)中絕不存在有特殊權(quán)力的中心節(jié)點，真正實現(xiàn)了去中心化;整個網(wǎng)絡(luò)中的所有數(shù)據(jù)都是開放的，所有節(jié)點都存儲著相同的信息，同時它們也在監(jiān)督和驗證其他節(jié)點所存儲信息的可靠性，并通過投票形成共識網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中少于1/3的節(jié)點惡意作弊或遭到攻擊時，系統(tǒng)仍然可以正常工作，這種分布式記錄、傳播和存儲技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建了高容錯的安全環(huán)境。區(qū)塊鏈技術(shù)的上述關(guān)鍵要素和特性使得它在數(shù)字貨幣和金融領(lǐng)域異彩紛呈，而在本文著重探討的科學(xué)數(shù)據(jù)監(jiān)護服務(wù)領(lǐng)域，區(qū)塊鏈的上述特性也能夠幫助解決科學(xué)數(shù)據(jù)的組織、共享、保存、增值以及涉及知識產(chǎn)權(quán)保護和信息安全的相關(guān)問題。

　　1.2 區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建機構(gòu)知識庫科學(xué)數(shù)據(jù)監(jiān)護模型的可行性

　　目前，機構(gòu)數(shù)據(jù)庫建設(shè)成為高校圖書館管理和服務(wù)模式創(chuàng)新的重要領(lǐng)域，功能完備的機構(gòu)知識庫可以不斷擴展圖書館資源，提供專業(yè)的科學(xué)數(shù)據(jù)管理和知識共享服務(wù)。運用機構(gòu)知識庫進行數(shù)據(jù)監(jiān)護在取得明顯成績的同時也存在很多問題。主要體現(xiàn)在各部門、各科研人員所提交的科學(xué)數(shù)據(jù)組織規(guī)范性不夠，數(shù)據(jù)提交質(zhì)量參差不齊[9]，科學(xué)數(shù)據(jù)間互聯(lián)互通困難，信息共享和協(xié)同困難;存在中心化困擾，大多數(shù)機構(gòu)知識庫由單一機構(gòu)中心化管理，若數(shù)據(jù)被篡改，用戶無法驗證真實性[10];缺乏對數(shù)據(jù)內(nèi)容深度標(biāo)引，無法為科學(xué)研究者提供一站式檢索服務(wù);知識庫建設(shè)和管理過程中，存在安全性和隱私問題，知識產(chǎn)權(quán)問題亟需得到保障[11]。

　　區(qū)塊鏈技術(shù)對解決機構(gòu)數(shù)據(jù)庫中存在的問題具有可行性。作為由多個獨立節(jié)點參與的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，區(qū)塊鏈本身就是一種數(shù)據(jù)庫技術(shù)，它的應(yīng)用、存儲對象和技術(shù)要素本身與機構(gòu)知識庫就是相同的。科學(xué)數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)的生命周期，區(qū)塊鏈技術(shù)的時間鏈特性也完全匹配這一期望，可見用區(qū)塊鏈技術(shù)解決機構(gòu)知識庫科學(xué)數(shù)據(jù)監(jiān)護中存在的問題是完全可行的[12]。

　　融合區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建機構(gòu)知識庫科學(xué)數(shù)據(jù)監(jiān)護模型具有以下優(yōu)勢。一是區(qū)塊鏈去中心化的特點，能夠使構(gòu)建的機構(gòu)知識庫平臺更具安全性和可信任度，使收集的科研數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確規(guī)范。二是區(qū)塊鏈技術(shù)中的分布式賬本、塊鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、非對稱性加密算法和智能合約的技術(shù)，能保證機構(gòu)數(shù)據(jù)庫中的科學(xué)數(shù)據(jù)不可篡改，為保障機構(gòu)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)存儲安全提供保障。三是區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化，使得網(wǎng)絡(luò)中的信息傳播速度和資源利用效率大大提高，可以為用戶一站式檢索和使用提供極大方便。四是運用區(qū)塊鏈中的全民記賬和非對稱加密算法，可以對上傳科學(xué)數(shù)據(jù)的用戶提供知識產(chǎn)權(quán)保護，只有得到用戶提供者解密許可才能下載使用信息，數(shù)據(jù)安全性和隱私問題能夠得到解決。因此，下文就結(jié)合區(qū)塊鏈的基本思想對機構(gòu)知識庫科學(xué)數(shù)據(jù)監(jiān)護模型的功能需求及工作原理進行闡述。

　　2 科學(xué)數(shù)據(jù)監(jiān)護模型的功能需求

　　以機構(gòu)知識庫為基礎(chǔ)的科學(xué)數(shù)據(jù)監(jiān)護服務(wù)需要按照特定的目標(biāo)、遵循特定的流程、設(shè)置相應(yīng)的功能，再根據(jù)功能需求設(shè)定功能模塊和層次架構(gòu)，并進一步闡述模型的工作原理和過程。

　　一個完整的科學(xué)數(shù)據(jù)監(jiān)護平臺應(yīng)涉及數(shù)據(jù)生命周期的各個環(huán)節(jié)，涵蓋從數(shù)據(jù)產(chǎn)生之初到數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)利用的循環(huán)過程。英國數(shù)據(jù)監(jiān)護中心(DCC，Digital Curation Centre)提出的數(shù)據(jù)監(jiān)護模型從全局上將數(shù)據(jù)生命周期劃分為4個階段，分別為信息描述和表示、數(shù)據(jù)保存計劃、組織觀察和參與、數(shù)據(jù)監(jiān)護和保存;并提出了數(shù)據(jù)監(jiān)護服務(wù)的一般工作和具體工作，涉及數(shù)據(jù)生產(chǎn)、數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)存儲等多個環(huán)節(jié)，其服務(wù)范圍遍及從科研項目構(gòu)思到科研成果利用的整個循環(huán)過程[13]。

　　參照DCC的流程劃分和功能設(shè)定，本文將科學(xué)數(shù)據(jù)監(jiān)護劃分為數(shù)據(jù)采集與評價、數(shù)據(jù)組織與處理、數(shù)據(jù)存儲與發(fā)布、數(shù)據(jù)共享與利用四大基本功能，其中的每一項都可以進一步詳細劃分為幾個相互關(guān)聯(lián)的具體功能，融合雙鏈?zhǔn)絽^(qū)塊鏈技術(shù)的相關(guān)原理，將能夠?qū)崿F(xiàn)特定功能的基本模塊按照工作流程有機整合，即可獲得整體的科學(xué)數(shù)據(jù)監(jiān)護模型。本文所構(gòu)建的科學(xué)數(shù)據(jù)監(jiān)護模型擬具備的具體功能如表1所示。

　　3 融合區(qū)塊鏈技術(shù)的科學(xué)數(shù)據(jù)監(jiān)護模型的構(gòu)建及功能闡述

　　服務(wù)項目，它會在其原有的服務(wù)理念范疇內(nèi)不斷融合新的技術(shù)，以實現(xiàn)對科學(xué)數(shù)據(jù)更好地保存、共享和增值。以上四大基本功能和15種具體功能，需要依靠融合了各種技術(shù)的不同功能模塊加以實現(xiàn)，其中許多環(huán)節(jié)在現(xiàn)實中已經(jīng)有較為成功的實踐案例。因而本文在之后的模型構(gòu)建環(huán)節(jié)，將著重從總體上闡釋雙鏈?zhǔn)絽^(qū)塊鏈技術(shù)在面向機構(gòu)知識庫或機構(gòu)知識庫聯(lián)盟的科學(xué)數(shù)據(jù)監(jiān)護服務(wù)中的作用方式，較大程度上保持科學(xué)數(shù)據(jù)監(jiān)護平臺在具體功能選擇上的靈活性和可擴展性。

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