基于區塊鏈技術的去中心化數字出版平臺研究

發布時間：2020-03-27所屬分類：科技論文瀏覽：1次

摘 要： 【摘要】在如今集中心化的數字出版模式下，由強勢環節擠壓弱勢環節所導致的種種問題日益成為互聯網文化產業的尖銳痛點。本文旨在將區塊鏈技術作為去中心化數字出版模式的技術突破口，以區塊鏈技術在時間戳、數字簽名機制、智能合約等方面對數字出版平臺建設

　　【摘要】在如今集中心化的數字出版模式下，由強勢環節擠壓弱勢環節所導致的種種問題日益成為互聯網文化產業的尖銳痛點。本文旨在將區塊鏈技術作為去中心化數字出版模式的技術突破口，以區塊鏈技術在時間戳、數字簽名機制、智能合約等方面對數字出版平臺建設的技術支撐為基礎，從內容生產與存儲、版權登記與維護、作品發布與交易等環節人手探討去中心化數字出版平臺的架構分層與功能分布，并對其所面臨的局限性作出討論，從而在新的技術視角下為數字出版產業的可持續發展提供多向度的研發空間。

　　[關鍵詞】區塊鏈去中心化數字出版智能合約

　　隨著知識經濟的興起，知識產權已成為市場競爭力的核心要素。但在當前以集中心化為主的數字出版模式下，由強勢環節擠壓弱勢環節所導致的利益分配嚴重失衡、數字版權糾紛頻發等問題日益成為互聯網文化產業的尖銳痛點。要從根本上解決這一問題，消弭強勢環節、實現“去中心化”的平臺運營，就要采用變革性的技術支持。以區塊鏈技術作為技術突破口，一定程度上可以克服現有數字出版模式的固有問題，從而實現對去中心化數字出版平臺的構建。

　　1去中心化數字出版平臺建構的必要性

　　近年來，隨著移動互聯網覆蓋率的不斷提升，便攜的網絡接入口使得新媒介的賦權功能不斷增強。用戶通過點對點的通信手段進行傳播，推動互聯網整體向“平權化”“開放化”發展。與此同時，一直以中心化結構作為價值鏈核心的互聯網信用機制也頻頻暴露問題：不論是中介產生的額外成本還是所有權的“被剝離”，都成為第三方平臺上交易雙方不可避免的負擔。隨著分布式的新媒體逐漸取代中心化的舊媒體，人們越來越傾向于一個由點對點信任協議驅動的新一代互聯網社會。在互聯網轉型的節點效應下，中心化結構的數字出版產業發展體現出某些亟待解決的問題。首先，我國數字出版物版權登記環節尚存在一定的不足。一是目前我國的數字版權登記需由權威管理機構授權，存在一定的版權取證成本、材料遞交步驟與審核周期，數字版權登記效率較低;二是出于運營成本與龐大的作品數量，平臺大多只會協助代理簽約作者進行版權登記，未簽約作者則只能選擇自行登記或不登記;受避風港原則的漏洞影響，平臺可躲避發布未知盜版數字出版物的侵權責任，這一切都使著作者自身版權保護與依法維權的過程變得更加艱難。其次，著作權所有者的主導權受限。當前的數字出版運營模式下，不論是定價權利還是版權收益分成，技術與平臺提供商都占據絕對的主導權。在部分原創網絡文學的內容平臺上，平臺與作者之間存在嚴重的信息不對等。原創作者的簽約合同大多為全版權轉讓，且簽約作者的隱私數據、創作大綱等均受到平臺監管。作者無法真正成為其作品的所有人，也無法脫離平臺進行維權，在出版過程中受多方牽制而缺少話語權。

　　基于區塊鏈技術的去中心化數字出版平臺研究相關期刊推薦：《出版科學》是經國家新聞出版總署批準，由湖北省新聞出版局主管、湖北省編輯學會主辦、武漢大學信息管理學院承辦的一份面向全國的出版專業學術期刊。主要讀者對象為出版(包括圖書、期刊、音像、電子、網絡)編輯、印刷、發行、物資供應、財務和行政管理人員，以及有關院校出版編輯教學科研人員和學生。本刊為雙月刊。

　　由此，解決問題的途徑是要打造一個能使作者把握自主權，滿足自動化版權登記與維護，實現“作者一讀者”良性互動的去中心化數字出版平臺。區塊鏈(Blockchain)作為分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等技術的集成應用，可為去中心化數字出版平臺的開發提供強大的技術驅動力，也為一個由點對點信任記錄推動的版權貿易市場的形成創造了可能。

　　2區塊鏈技術與數字出版平臺的可關聯性

　　區塊鏈是近年來最具革命性的新興技術之一，也是構建比特幣數據結構的底層技術。目前，區塊鏈沒有統一的定義，通俗來講，區塊鏈就是通過密碼學的方式形成的一個由集體維護的分布式數據庫，由一串按照密碼學方法產生的數據塊或數據包組成_JJ。區塊鏈技術對于數字出版平臺建設的技術支撐主要體現在數據塊內部結構的版權登記功能，除此之外，區塊鏈共識機制與P2P網絡也為讀者與作者之間的版權交易提供了無需第三方擔保且公開透明的直接渠道，而智能合約的存在則為平臺的搭建提供了成本極低的基礎設施。

　　2.1時間戳與版權登記

　　區塊鏈本身其實是一串鏈接的數據區塊，其鏈接指針是采用密碼學哈希算法對區塊頭進行處理所產生的區塊頭哈希值J。如圖1所示，每個數據區塊一般包含區塊頭(Header)和區塊體(Body)兩部分。區塊頭封裝了當前的版本號、前一區塊地址、時間戳、隨機數、當前區塊的目標哈希值(Hash)、哈希樹(MerkleHashTree)的根植等信息J。而此處支持區塊鏈進行版權登記和版權追溯的兩個重要數據就是時間戳和哈希樹根植。

　　區塊鏈能夠進行版權登記的原理在于：在區塊鏈系統中，獲得新區塊開采權的礦工在打包數據塊時，會在區塊頭中加蓋時間戳，用于記錄當前區塊數據的寫入時間。時間戳可以作為存在性證明的重要參數，它能夠證實特定數據必然在某特定時刻是的確存在的。而區塊體中的哈希樹將會對每一筆交易進行數字簽名并加蓋時間戳，最終由哈希算法得出一個哈希樹根植存儲于區塊頭中，用戶可以通過該值追溯到數字出版區塊鏈中的任意一項版權記錄與當前狀態，實現版權的追溯。

　　2.2數字簽名機制與版權交易

　　比特幣創始人中本聰利用現有分布式點對點網絡及密碼學技術創建了一套共識機制，即工作量證明機制(ProofofWork，PoW)，以達到跟可信第三方相當的效果解決交易信任問題J。區塊鏈的交易通過轉賬的方式來完成，而這種轉賬本質上也就是用戶數據的轉移。以比特幣為例，每一位用戶都會有一對公鑰和私鑰，公鑰作為賬戶，私鑰作為加密的數字簽名工具。如圖2所示：用戶A利用其私鑰對本次交易和轉賬對象用戶B簽署一個數字簽名，附加在交易數據(貨幣)末尾制成交易單廣播至全網，至此每個節點都將收到交易信息納入一個區塊中：礦工通過工作量證明機制爭取創建新區塊的權利：得出正確哈希值的礦工打包數據塊并加蓋時間戳，向全網廣播并由所有節點進行核對;全網節點核對正確后，該區塊合法記錄到區塊鏈中。這種交易方式避免了雙重支付問題，即已經轉移至某方賬戶中的交易數據不能再存在于其他任一賬戶之中，從而保證該份交易數據是獨一無二的。而將交易流程中的數字貨幣置換成版權加密數據，就實現了區塊鏈上點對點的版權交易，且交易記錄不可篡改、絕對公開，對版權所有者形成高強度保護。

　　2.3智能合約與平臺建設所謂智能合約，就是一種計算機協議，可以把業務規則轉化成在區塊鏈平臺自動執行的合約。智能合約的存在為區塊鏈技術在其他行業的靈活性應用創造了可能—由于比特幣的設計只適合虛擬貨幣場景，人們需要一個新的基于區塊鏈的具有圖靈完備性、高效共識機制、支持更多應用場景的智能合約開發平臺。以以太坊為例，以太坊是一個通用的全球性區塊鏈，它建立了一種新的密碼學技術基礎框架，使得開發者可以在以太坊平臺上更加容易地編程構建和發布去中心化應用的以太腳本。利用這些智能合約開發平臺與區塊鏈提供的標準通用數據庫與標準通用合約，創業者可以快速創建平臺，并與其他組織或個人合作為整個數字出版產業創建分布式自主運作企業。

　　3去中心化數字出版平臺架構設想

　　3.1總體架構分層

　　區塊鏈的基礎框架大致可以分為最基本的三層：數據層、網絡層與應用層。首先，在網絡層上，區塊鏈是建立在IP通信協議和對等網絡的基礎上的一個分布式系統。其次，在數據層上，區塊鏈就是一個只可追加、不可更改的分布式數據庫系統。最后，在應用層面，一方面區塊鏈可以代替傳統的登記、清算系統;另一方面區塊鏈平臺能夠提供編程環境讓用戶編寫智能合約。

　　由于比特幣的區塊鏈設計只適用于虛擬貨幣場景，因而并不能直接套用到數字出版平臺的建設上，還需要智能合約的嵌入與運作，以建設成一個集前端、后臺、客戶端、數據庫、腳本語言與界面設計為一體的去中心化平臺。

　　基于區塊鏈的基礎架構，數字出版平臺的搭建還需在數據層、網絡層與應用層的基礎上衍生出可供側鏈開發與媒體文件存儲的擴展層;此外在應用層中需構建針對開發者的全客戶端和針對普通著作者、讀者的輕客戶端與移動客戶端，為區塊鏈平臺向用戶打開創造多樣的媒體接口。由此，數字出版區塊鏈的基礎架構與功能分布共分為四個主要層級(表1)。其中，客戶端編輯器的嵌入與擴展層的去中心化存儲是實現區塊鏈上媒體文件傳輸的關鍵所在，而基于數據層的版權在線登記則是平臺能夠進行版權交易的前提。同時，區塊鏈側鏈具備強大而易用的可編程功能，可為第三方開發者、出版商等企業用戶提供簡單快捷的擴展服務，把音頻、視頻、動漫等有聲數字出版物以及各類電子商務等納入進來，讓數字出版區塊鏈的生態系統業務范圍更加廣泛。

　　3.2內容創作與存儲

　　數字出版區塊鏈與比特幣區塊鏈最大的不同就在于：前者交易的是媒體文件，后者交易的是數字貨幣。數字貨幣可利用只占據幾個字節的一串加密數據來取代，且不需經過編輯工作。而媒體文件包含多種多樣的文檔、圖片、電子書和視頻等，這就需要平臺在客戶端嵌入一套具有強大功能的編輯器，不僅能夠方便地導人導出Html、Word、PDF等各類格式文件，還能將其在腳本語言與文本圖表之間自由轉換。Markdown編輯器的標記語言就是這樣一款輕量級語法，目前也被有道云筆記等寫作云平臺廣為使用。

　　解決編輯問題后，還要保證媒體文件的安全存儲。用戶在使用平臺的數字出版工具進行編輯的過程中，會產生大量的數據、文本與電子書等文件，而此時位于區塊鏈上的各個節點就產生了數據分散存儲的作用。IPFS是替代HTTP的一項分布式文件系統的超媒體協議，他可以讓用戶的數據分布存儲于網絡的各個節點，使得文件數據在被其他用戶瀏覽的過程中向其他節點擴散，即越多的人瀏覽過該文件，該文件數據就會分散存儲于更多的節點當中J。這種方式可以使任何節點都不會單獨存儲全部文件，且任何攻擊者也無法完全阻止對該文件的訪問，讓文件的存儲變得安全而高效。

　　除此之外，數字出版區塊鏈還使得更為方便的大眾生產與眾籌出版成為可能。“大眾生產社區”的概念最早由哈佛法學院教授尤查·本科勒(YochaiBenkler)提出：“社區由無數志愿者組成，成員為了某種原因共同參與到項目中進行創作”;而“維基百科就是大眾生產最具代表性的產物”L9J。在中心化媒體上，用戶的討論內容并不為自身所擁有，人們創造免費的信息內容最終卻由平臺的管理者從中獲取商業利益，因此這種毫無報酬的大眾生產顯然難以維持長久的生產動力。區塊鏈平臺可以取代管理者成為無償的信息集結中心，在引入某些激勵機制與聲譽度系統后，區塊鏈就可以改善大眾的生產效率并利用所創造的價值平等地支付報酬，形成可持續的大眾生產模式。由此，人們可以在數字出版區塊鏈上創造多種類型的龐大數據庫，例如文本翻譯、學術資料集成等。