基于區塊鏈技術的學生體質健康“循數治理”路徑研究

霍鵬宇，史曙生

（南京師范大學 體育科學學院，江蘇 南京 210023）

習近平總書記在主持中央政治局第十八次集體學習時強調區塊鏈技術的集成應用在新的技術革新與產業變革中起著重要作用， 對推動區塊鏈技術與第三產業的融合提出明確要求［1］。在2021 年可持續發展大數據國際論壇上，總書記再一次指出，設立可持續發展大數據國際研究中心是我國在第75 屆聯合國大會上宣布的支持落實聯合國2030 年可持續發展議程的重要舉措。 如今，區塊鏈技術正在進入體育領域，其特征對體育產業會起到巨大的影響， 學生體質健康作為體育領域的一個重要組成部分，其測試方法、測試過程以及數據利用改良對結果的二次利用有著重要意義。 對于家庭來說，學生體質健康情況直接影響到兒童青少年未來發展以及家庭健康環境的構建；對于學校來說，學生體質健康測試信息質量直接影響學校體育課程的安排和改善學校特色體育發展方向； 對于政府來說，學生體質健康測試信息質量直接影響到教育、體育部門對學生的意見反饋和未來國民體質健康測定標準設定。 在學生體質健康測試數據統計與上傳過程中， 只有保證數據的真實可靠、消除數據傳遞壁壘，完善學生體質健康平臺的社會構建與技術構建， 國家機關才可以利用測試數據的變化趨勢做出合理的決策轉變。

1 我國學生體質健康促進“循數治理”的發展現狀

我國教育理念存在顯著差異， 移動信息設備普及率大幅提升，學生休閑運動時間不斷減少，直接導致我國青少年體質健康問題凸顯。 據 《中國居民營養與慢性病狀況報告（2020年）》 顯示，6～17 歲兒童青少年超重率和肥胖率為11.1%和7.9%，18.9%的兒童青少年經常飲用含糖飲料； 中國兒童青少年近視率已達53.6%，高中生則高達80%［2］。近年來，在科技革命的推動下，伴隨著互聯網、物聯網等現代信息技術的快速發展及廣泛應用，以云計算、數據挖掘與分析等為基礎的大數據技術悄無聲息地出現， 不僅催生出經濟規模可觀的大數據產業， 還以巨大的耦合力和滲透力促進了產業結構優化調整和經濟社會轉型升級。 不可置否，我們現已身處大數據時代，學生體質健康促進連同相應治理活動也必然如此。

1.1 測試過程造假、測試數據失真與國家開展“循數治理”的矛盾

區塊鏈技術與體育的融合已經成為新時代的必然趨勢，這催生了在學生體質健康“循數治理”模式的形成。 在運用區塊鏈技術的前提下， 可以使數據由傳統的樹型傳播方式轉變成為網格化傳播方式，將學生體質健康標準、制度的變化由從前的理論規范實踐轉變為“由數據說話”的方式。 在學生體質健康模式更迭前，需要通過大量的數據有效地收集、上傳，從而分析出現有問題找到解決思路。

學生體質健康測試通常由學校體育組安排教師在課上組織進行，但是中小學教師教學壓力大、課堂任務重及勞動回報過低等情況導致教師在測試過程中產生厭煩情緒， 上傳的測試過程草草了事、 測試數據真假難辨給后期數據分析人員造成了極大的困擾。 多省市近年采取外部監督的形式對被測數據的真實性進行把控，但疫情防控及人力物力問題實屬巨大，規劃目標難以實現， 真實數據很難上傳至國家體質健康數據管理系統，“循數治理”目標難以實現［3］。

1.2 大數據時代服務器信任度與節點權限問題考量

學生體質健康數據上傳至信息平臺， 即完成單節點任務后，送至學生體質健康促進研究中心進行儲存、分析并進行縱向比對得到分析數據（圖1）。但是中心的主要任務是承擔學生體質健康監測中的分析工作， 開展學生體質健康促進學術研究，為政府部門提供政策建議和咨詢意見。 這類信息運營機制使得信息反饋需要經過層層壁壘， 難以及時將建議反饋到學校、學生。

圖1 學生體質健康數據傳遞模型

層層傳遞的學生體質健康數據使研究中心只能分析出學生不同年份的身體發育或運動能力情況。 但學生的體質健康影響因素極多，例如：家庭、學業因素等，僅通過學生的一套測試數據很難對其運動、營養、課程進行建議。 新型學生體質健康數據管理體系的建立已然迫在眉睫。

1.3 西方民主思想與我國豎直化治理體系的理念沖突

以去中心化、 匿名性和不可篡改性為主要特征的區塊鏈技術，本質上是一種西方平等哲學在技術領域的運用［4］。 西方民主平等思想是對當前西方代議制民主困境的積極回應，區塊鏈則是此類思想在技術層面的一次創新與變革。 在我國學生體質健康管理體系中豎直化治理是較為普遍的模式， 即由上層政府頒布政策，下層部門推動實施，基層干部落實條例。三層豎直化的治理體系使群眾參與度較低， 對政策的認同感普遍偏低。 在學生體質健康治理環節中加入區塊鏈技術，可以使管理模式轉向扁平化， 其實際意義在于緩解了少數與多數間的矛盾，為群眾提供了民主、平等的協同治理機會。 區塊鏈技術的應用是在最大程度上放大了基層學校、 家庭的主體地位，讓其有機會參與到治理中的監督、建議、管理等流程中，真正做到將“民主自治”的思想深入人心。

西方民主思想與我國豎直化治理體系間的沖突不僅僅存在于某項治理環節中，而是整個社會管理思維的沖突。 能否將西方民主思想運用于學生體質健康促進中， 單從區塊鏈的技術層面是可以實現的， 但是社會層面的意識重塑是短時間內難以改變的問題。

2 區塊鏈技術構建學生體質健康 “循數治理”平臺的優勢

“循數治理”是大數據時代衍生出的新型治理模式，樹立數據意識或信息意識，養成大數據的思維方式，在充分利用現代信息技術及時、高效、便捷地收集全面完整數據的基礎上，真正利用數據進行治理［5］。學生體質測試的特殊性導致了測試所得數據的多角度性與多利益性，存在信息存疑、數據結構單一、無人監管等系列問題，這些痛點與區塊鏈技術的去中心化等特點，智能合約機制相契合，實現構建“循數治理”平臺的最終理想。

2.1 精準追溯學生體測數據

國家政府治理的一項重要舉措便是“循數治理”，而測試數據的真實性正是構建學生體質測試平臺的基礎。 學生體質健康數據的準確上傳可以推動學生體育的政策改革， 側面反映了頂層設計的治理成效。 通過區塊鏈技術的運用，社會、學校、 學生能在所構建的新型學生體質健康平臺中找到各自的關注所在［6］。 社會方面對學生體質健康變化趨勢會更多的關注，形成最基本的社會監督作用；學校方面對測試數據反饋信息會格外關注，針對數據對體育教學課程進行修改；學生個人方面則對自身測試成績的逐年變化感興趣， 進而引起社會關注［7］。 而這些關注所展開的前提便是上傳數據的真實性，真實性的提高使政府的決策更加精確，瞄準學生的精準需求，通過主體的客觀需求給予建議反饋， 滿足的公眾在大數據時代對政府治理的監管監察需求，彌補上層建筑與基層社會相脫節，決策者根據虛擬數據盲目指揮的實際問題。

2.2 完善基層節點信任激勵制度

學生體質健康測試所測的成績與政府二次抽查數據的一致性極低，這是因為在國務院發布的《健康中國行動（2019-2030 年）》中明確提出了將學生體質健康狀況納入學校績效考核且學校師生不注重體質健康測試數據分析反饋， 且虛假數據的上傳無任何實際成本， 種種矛盾所產生的基層節點信任度越來越低問題難以解決。

利用區塊鏈技術完善信任激勵機制能有效地在數據實時監測的基礎上加強政府對于基層學校的深入了解， 同時也可以保證數據再上傳到平臺后保證不被篡改。 上傳時由數據上傳者加蓋簽名， 允許學生體質健康平臺實時追蹤到全部數據的錄入過程和查詢、下載記錄，利用社會監督和政府監管的雙重干預對數據完整性強的學校采取表揚機制， 在學校評獎評優上也給予加分，對數據模糊或失真學校采取全省通報批評，并加強今后該校學生體質測試投入力度。 在區塊鏈技術的多方位的監管下完善基層節點信任激勵制度， 從而徹底解決數據差別不對等的問題所在。

2.3 提升平臺數據吞吐和安全監管能力

平臺的數據上傳需要經歷多個階段的數次傳遞， 才能將數據傳遞到數據分析部門，包括多輪的數據下載與上傳，易催生出上報信息困難、反饋信息滯后、測試信息泄露等一系列問題［8］。運用區塊鏈技術的獨特分布性特點重新構建學生體質健康平臺，既能削減學生體質測試數據的上傳復雜性，也能在一定程度上完善平臺的安全系數。 其中智能合約與非對稱加密技術皆是為數據所服務的區塊鏈內部算法， 智能合約技術在提升數據吞吐量上起到了重要的作用， 緩解了身份認證的遲緩和數據上傳復雜過程， 另一方面在政府數據庫回返建議時能減少傳輸時間，提升時效性。 非對稱加密技術則利用公鑰和私鑰的不對等性以此來滿足學校與學生對于體質健康建議的返回數據， 學校更加希望收到的建議是針對學校學生健康的大方向趨勢，而學生則更希望收到針對個人的健康管理意見，此時利用公鑰加密，私鑰解密；私鑰簽名，公鑰驗證的非對稱方式才能獲得個人權限內的信息［1］。

圖2 非對稱加密技術在學生體質健康平臺的運用

3 運用區塊鏈技術“循數治理”的學生體質健康促進路徑構建

“循數治理”的治理基礎是真實可信的數據，同時區塊鏈技術是基于大數據發展下的時代產物， 現如今的運用大多是原有技術的改良。 而存在去中心化、多方參與和錄入輸出數據情況， 各方參與應存在相互信任機制的特點正符合學生體質健康平臺建立的根本。 運用區塊鏈技術獲得數據進而開展“循數治理”，才是現有技術的完整學生體質健康平臺框架構建。

3.1 實現傳統思維向互聯網思維的轉變

新興技術的前期開展最困難的是用戶思維模式的轉變，不論是學生體質健康測試數據， 還是數據庫平臺的構建都停留在老舊模式。 基層節點對新事物的接納程度與采集數據和數據上報的真實性存在正相關， 切實通過思維模式的轉變對現實存在起到顯著的變化［9］。在學生體質健康平臺框架的構建中，依靠新興技術的推廣作為基石，在基層培訓過程中對新知識的學習，打造從基層開展的完整新型互聯網思維網圖，同時運用區塊鏈技術的獎勵機制， 對率先使用新型學生體質健康平臺的學校進行排名，采取名次獎勵辦法。

區塊鏈技術的應用是民主治理思想的實質技術化形，其最重要的去中心化的特點給予了更多群眾參與協同治理的機會，有利于縮短管理者與受眾之間的交流距離，減少治理流程中可避免的困難，加快自主治理的推進步伐，努力建成扁平化治理的學生體質健康促進體系， 民主治理的思想在健康干預過程中得到傳播，為日后更好地發展“全過程民主”打下群眾基礎，從而使區塊鏈技術成為完善學生體質測試流程，健全學生體質測試平臺，實現國家“循數治理”的重要推動力。

3.2 整合區塊鏈技術分環節構建學生體質健康平臺

3.2.1 測試數據上傳環節

各基層節點在數據上報環節時， 平臺會自動運用智能合約技術，很大限度上能保證數據上傳的一致性與準確性，在限制上傳修改時間并自動與上次體質測試系統數據進行比對，若是數據有激增或激減則都會有提示并將內容發送給設區市教育部門［10］。 同時會進行區塊激勵體系，對率先將他人錯誤數據上報的基層節點進行獎勵。 采取節點間的相互監督更有利于各基層學校積極健康的相互提升測試質量， 也極大程度上保證了平臺數據防止篡改方便追溯的營運體系。

圖3 智能合約技術在學生體質測試數據上報中的運用

3.2.2 完善隱私保障環節

新型平臺的構建對隱私安全的保障有著極高的需求，特別是在信息上傳環節和反饋建議回復基層節點學校這兩個環節。 對于后者而言，怎樣避免他人查看反饋信息中針對單個學校以及針對學生個人意見是目前問題所在， 倘若使用傳統文件下發形式則會引發信息反饋周期過長等一系列問題。

在保護與限制訪問權限的特殊要求下運用非對稱加密技術，針對基層學校節點發放特殊私鑰，給學生個人發放個人私鑰，不論是誰當他們擁有私鑰時即可獲得查詢權限，進而保證了學生的隱私。 任何不相關的用戶都不可以讀取加密文件，而擁有私鑰的節點則可以在不同私鑰權限下對不同信息領域進行訪問。 同時在同一權限某私鑰在訪問數據庫時，其余節點會收到信息，但無法知道具體訪問節點信息，在某種程度上保護了查看處理數據的個人信息。

圖4 非對稱加密技術在隱私保障環節中的運用

3.2.3 多方信息共享環節

新時代的數據共享技術的創新其目的是針對消除原始信息壁壘、打通多個異構系統，使得學生體質測試數據在鏈上節點是完全透明的［11］。 此舉能有效實現數據的同時多次使用、縮短上報時間等問題，應用該數據實現不同區塊的不同功能，以解決學生用戶、學校用戶、區縣政府用戶等的實際問題。 如國家體質健康平臺中心節點可以對數據進行針對性分析， 地方教育部門可針對數據進行課程改革。 通過區塊鏈技術對學生體質健康平臺構建進行改良，加強數據共享保障與安全，同樣可以在很大程度上降低數據傳遞帶來的經濟、時間成本，提升辦事效率，增加鏈上溝通，切實變化傳統信息傳導模式。

圖5 非對稱加密技術在隱私保障環節中的運用

3.3 保障平臺數據庫對接體系

通過區塊鏈技術構建學生用戶綜合信息分析鏈式網絡是開展數據庫對接的第一步，建立平臺數據庫保障體系，完善公私鑰分發機制，基本實現節點權限線上智能發放。 將學生體質健康平臺與學生現有用戶檔案進行捆綁， 最終與學生終身檔案進行串聯，補充原有機制。 平臺可結合多方因素對學生體質健康影響因素進行綜合考量，如家庭因素、學業因素等。 提供學生體質測試數據終端對接平臺， 利用區塊鏈技術完善平臺數據庫，連接并整合學生內外部影響因子庫，構建新型學生體質健康平臺，為國家開展“循數治理”提供數據保障［12］。

4 結語

通過信息技術的發展與區塊鏈技術的實際應用， 構建出符合我國實際情況的新時代學生體質健康平臺發展路徑，基本實現基層學校上報和政府信息反饋之間溝通透明化， 增強了數據共享的安全性，提升了體測數據的實際利用效率，將群眾治理與國家“循數治理”有效結合［13］。 運用區塊鏈技術的整合，轉變當前社會思維模式，提供大眾透明化、可視化的測試數據，滿足政府“循數治理”的切實需要，真正解決學生體質健康發展過程中的困難，為2035 年我國基本實現社會主義現代化打下堅實的健康基礎。