基于區(qū)塊鏈智能合約的社區(qū)教育學(xué)習(xí)成果認(rèn)證系統(tǒng)研究

邵文莎，祝珊珊

(江蘇開放大學(xué) 江蘇省終身教育學(xué)分銀行管理中心，江蘇 南京 210036)

0 引言

由于社區(qū)教育是終身教育體系的重要一環(huán)，社區(qū)教育學(xué)習(xí)成果認(rèn)證對于構(gòu)建終身學(xué)習(xí)體系具有重要的作用。隨著信息化時代的到來，把區(qū)塊鏈等新一代信息化技術(shù)融入社區(qū)教育學(xué)習(xí)成果認(rèn)證成為了可能。2018年，教育部發(fā)布的《教育信息化2.0行動計劃》指出：“積極探索基于區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)的智能學(xué)習(xí)效果記錄、轉(zhuǎn)移、交換、認(rèn)證等有效方式，形成泛在化、智能化學(xué)習(xí)體系，推進信息技術(shù)和智能技術(shù)深度融入教育教學(xué)全過程”[1]。《教育部等九部門關(guān)于進一步推進社區(qū)教育發(fā)展的意見》中也指出：“要推進社區(qū)教育學(xué)習(xí)成果積累轉(zhuǎn)換，探索建立居民個人學(xué)習(xí)賬號，開發(fā)、研制具有學(xué)時記載等功能的社區(qū)學(xué)習(xí)卡，記錄學(xué)習(xí)者注冊報名、培訓(xùn)考勤、線上線下學(xué)習(xí)學(xué)時等具體信息，形成居民終身學(xué)習(xí)電子檔案，探索建設(shè)社區(qū)教育學(xué)分銀行，建立和完善社區(qū)教育學(xué)習(xí)成果認(rèn)證、積累和轉(zhuǎn)換制度”[2]。

作為終身教育重要組成部分的社區(qū)教育，是學(xué)習(xí)型社會建設(shè)的重要載體。社區(qū)教育與傳統(tǒng)的學(xué)校教育相比具有全民參與、公平開放、資源共享等特點，具有時間、空間上學(xué)習(xí)便利的優(yōu)勢。然而目前社區(qū)教育與新一代信息技術(shù)的融合存在著不夠深入的問題，在一定程度上阻礙了社區(qū)教育的發(fā)展，也制約了社區(qū)教育學(xué)習(xí)成果認(rèn)證。隨著信息化時代的來臨，順應(yīng)信息化社會發(fā)展的需要，把新一代信息化技術(shù)充分融入社區(qū)教育成了可能和必然的趨勢。區(qū)塊鏈技術(shù)作為信息化技術(shù)的重要手段，已經(jīng)被有效應(yīng)用于很多領(lǐng)域。考慮到社區(qū)教育信息具有去中心化，并且對于安全性要求較高等特點，而區(qū)塊鏈智能合約具有去中心化、可信息共享、安全可靠等特點，正適合應(yīng)用于社區(qū)教育學(xué)習(xí)成果認(rèn)證中。通過區(qū)塊鏈智能合約技術(shù)，記錄學(xué)習(xí)成果，促進成果轉(zhuǎn)化，將有助于推動我國社區(qū)教育的進一步發(fā)展。

1 智能合約技術(shù)介紹

1.1 區(qū)塊鏈技術(shù)簡介

區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N分布式賬本(數(shù)據(jù)庫)技術(shù)，由多種成熟技術(shù)組合而成。區(qū)塊鏈應(yīng)用分布式共識算法生成數(shù)據(jù)，通過P2P傳輸數(shù)據(jù)，依靠自動化腳本或智能合約實現(xiàn)各種應(yīng)用功能[3]，具有多方數(shù)據(jù)一致、數(shù)據(jù)不可篡改、數(shù)據(jù)隱私保護以及業(yè)務(wù)智能驅(qū)動等特點。

目前，區(qū)塊鏈技術(shù)已經(jīng)從單純的技術(shù)研究進入到落地應(yīng)用階段，并逐步應(yīng)用在了教育領(lǐng)域，在學(xué)習(xí)成果記錄、學(xué)習(xí)過程監(jiān)控、學(xué)習(xí)資源共享、學(xué)習(xí)動機激勵等方面發(fā)揮重要作用，從而有效保障學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)的真實性和安全性。

1.2 智能合約概述

區(qū)塊鏈利用智能合約進行編程和操作數(shù)據(jù)，是一種全新的去中心化基礎(chǔ)架構(gòu)和分布式計算和存儲范式[4]。

智能合約就是用計算機語言取代了法律語言記錄條款并由程序自動執(zhí)行的合約。智能合約部署到區(qū)塊鏈上，具有合約內(nèi)容公開透明及合約內(nèi)容不可篡改的特點。智能合約包括智能合約生成、智能合約發(fā)布、智能合約執(zhí)行三個部分[5]。智能合約全生命周期如圖1所示。

圖1 智能合約全生命周期圖Fig.1 Lifelong circle of smart contract

智能合約生成主要包括溝通智能合約準(zhǔn)則、制定具體智能合約、進行合約驗證及形成智能合約代碼。詳細過程為：各合約參與方進行溝通，明確各方的權(quán)利及義務(wù)，確定具體化智能合約文本并程序化文本，經(jīng)驗證后形成智能合約代碼。

智能合約發(fā)布主要包括測試和發(fā)布，通過P2P的方式將簽名后的合約分發(fā)至每一個節(jié)點，每個節(jié)點通過將收到的合約存儲在內(nèi)存中等待共識。

智能合約執(zhí)行是需要預(yù)置觸發(fā)情況進行觸發(fā)的，驗證通過的合約經(jīng)過共識后會自動執(zhí)行，整個合約的處理過程均由系統(tǒng)自動完成，避免了人為干預(yù)，從而實現(xiàn)不可篡改及公開透明。

2 基于區(qū)塊鏈智能合約的社區(qū)教育學(xué)習(xí)成果認(rèn)證系統(tǒng)

2.1 基于區(qū)塊鏈智能合約的社區(qū)教育學(xué)習(xí)成果認(rèn)證系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

構(gòu)建的基于區(qū)塊鏈智能合約的社區(qū)教育學(xué)習(xí)成果認(rèn)證系統(tǒng)如圖2所示。該系統(tǒng)由用戶層、應(yīng)用層、邏輯層及數(shù)據(jù)層四個部分組成，其中：用戶層為系統(tǒng)各種用戶的登錄界面，用戶可以通過電腦或手機進行登錄；應(yīng)用層則包括四個模塊，分別是證書管理、智能合約、統(tǒng)計分析、交流中心，每個模塊均包含諸多的功能，其中證書管理可對數(shù)字化學(xué)習(xí)證明憑證進行發(fā)放和管理，智能合約可自動完成社區(qū)教育學(xué)習(xí)成果的存入和核驗功能，統(tǒng)計分析則為用戶提供學(xué)習(xí)成果的查詢、統(tǒng)計、分析功能，交流中心便于各類用戶經(jīng)常性的交互；邏輯層和數(shù)據(jù)層可分為區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)及關(guān)系型數(shù)據(jù)庫兩個部分，邏輯層負(fù)責(zé)對系統(tǒng)成果數(shù)據(jù)進行管理，數(shù)據(jù)層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的訪問及存儲等操作。

圖2 基于區(qū)塊鏈智能合約的社區(qū)教育學(xué)習(xí)成果認(rèn)證系統(tǒng)Fig.2 Community education learning achievement certification system based on blockchain contract

2.2 基于區(qū)塊鏈智能合約的社區(qū)教育學(xué)習(xí)成果認(rèn)證系統(tǒng)功能及應(yīng)用

隨著新一代信息技術(shù)逐步應(yīng)用在社區(qū)教育中，使得社區(qū)教育覆蓋范圍和服務(wù)人群不斷擴大，同時也產(chǎn)生了海量的社區(qū)教育數(shù)據(jù)。然而，不管是社區(qū)教育靈活多樣的教學(xué)方式，還是自我導(dǎo)向性質(zhì)的學(xué)習(xí)過程中學(xué)生提供的復(fù)雜的學(xué)習(xí)成果，都很難用一個全國性質(zhì)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)囊括社區(qū)教育的全部細則，因此社區(qū)教育的信息在一定程度上是不依賴于中心化的。采用本研究構(gòu)建的基于區(qū)塊鏈智能合約的社區(qū)教育學(xué)習(xí)成果認(rèn)證系統(tǒng)，各社區(qū)教育機構(gòu)可以以聯(lián)盟形式進行協(xié)作，通過簽署聯(lián)盟章程，明確各方權(quán)利和義務(wù)，達成社區(qū)教育學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)存儲共識，各社區(qū)教育機構(gòu)通過溝通發(fā)布智能合約，以將達成的共識確定下來。之后發(fā)布合約并執(zhí)行合約，合約在執(zhí)行的過程中將相關(guān)數(shù)據(jù)存入?yún)^(qū)塊鏈，以保障合約執(zhí)行的有效性。通過智能合約自動化將社區(qū)教育學(xué)習(xí)成果存儲于區(qū)塊鏈之上，本研究采用的學(xué)習(xí)成果上鏈方式如圖3所示，通過采用圖3的方式進行部署，區(qū)塊鏈可以起到數(shù)據(jù)存證的作用，學(xué)習(xí)者可以隨時通過個人終端直接在數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)庫上查閱自己的學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)，實現(xiàn)社區(qū)教育學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)可追溯、可信任、不可篡改的目的。

圖3 學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)上鏈方式Fig.3 Learning outcome data linking method

由于社區(qū)教育具有學(xué)習(xí)方式靈活、學(xué)習(xí)資源豐富、參與受眾廣、自我導(dǎo)向等特點，在自我導(dǎo)向性質(zhì)的社區(qū)學(xué)習(xí)中學(xué)習(xí)者提供各類學(xué)習(xí)成果證據(jù)，并委托給學(xué)校評估者判斷是否符合學(xué)校的學(xué)科標(biāo)準(zhǔn)，這些都導(dǎo)致了社區(qū)教育學(xué)習(xí)成果信息量巨大且繁雜，對于信息的安全可靠性要求也相對較高。又由于造假成本低，導(dǎo)致了防偽難度較大。通過采用本研究構(gòu)建的基于區(qū)塊鏈智能合約的社區(qū)教育學(xué)習(xí)成果認(rèn)證系統(tǒng)，各社區(qū)教育機構(gòu)還可以在智能合約中與學(xué)習(xí)者約定獲取區(qū)塊鏈數(shù)字化學(xué)習(xí)證明憑證所需完成的總的學(xué)習(xí)成果數(shù)量，當(dāng)學(xué)習(xí)者學(xué)滿規(guī)定的學(xué)習(xí)成果數(shù)目，系統(tǒng)還可以基于區(qū)塊鏈自動發(fā)放數(shù)字化學(xué)習(xí)證明憑證，學(xué)習(xí)者可隨時查閱自己已經(jīng)獲得的學(xué)習(xí)證明憑證，可按照需要自主轉(zhuǎn)發(fā)給求職機構(gòu)等數(shù)據(jù)使用方，而當(dāng)學(xué)習(xí)者選擇繼續(xù)學(xué)習(xí)時，經(jīng)學(xué)習(xí)者授權(quán)后，被授權(quán)的教育機構(gòu)可以通過區(qū)塊鏈查詢學(xué)習(xí)者全部的過往學(xué)習(xí)證明憑證，可作為學(xué)習(xí)者先前學(xué)習(xí)成果認(rèn)定的證據(jù)，符合該教育機構(gòu)的轉(zhuǎn)換條件，可以免修相關(guān)課程，以避免學(xué)習(xí)者重復(fù)學(xué)習(xí)，在確保個人隱私的基礎(chǔ)上實現(xiàn)社區(qū)教育學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)的共享，由于沒有人為干預(yù)，因此可以有效保障社區(qū)教育學(xué)習(xí)成果認(rèn)證的公平公正。

社區(qū)教育信息交互非常頻繁，不同學(xué)生、用人單位及各類社區(qū)教育機構(gòu)需要經(jīng)常性的進行交互，去中心化的交互可以節(jié)約成本，方便社區(qū)學(xué)校、學(xué)生以及社會各種機構(gòu)之間的溝通。通過采用本研究構(gòu)建的基于區(qū)塊鏈智能合約的社區(qū)教育學(xué)習(xí)成果認(rèn)證系統(tǒng)，各社區(qū)教育機構(gòu)之間可根據(jù)自身需要加入相應(yīng)的聯(lián)盟。聯(lián)盟內(nèi)的教育機構(gòu)可直接進行溝通，在存儲學(xué)習(xí)成果的基礎(chǔ)上進行學(xué)習(xí)成果轉(zhuǎn)換。加入聯(lián)盟后，聯(lián)盟內(nèi)成員需要遵守聯(lián)盟章程等基本的共識，但是對于具體的政策規(guī)定，教育機構(gòu)可以根據(jù)自身需求選擇是否執(zhí)行，這也是教育機構(gòu)自身的辦學(xué)自主權(quán)。采用這種去中心化的交互方式，可以簡化流程，降低一些不必要的成本。

3 結(jié)語

設(shè)計了基于區(qū)塊鏈智能合約社區(qū)教育學(xué)習(xí)成果認(rèn)證系統(tǒng)架構(gòu)，通過應(yīng)用區(qū)塊鏈智能合約技術(shù)，實現(xiàn)了社區(qū)教育學(xué)習(xí)成果跨空間、跨時間的數(shù)據(jù)貫通。將區(qū)塊鏈智能合約這一新一代信息技術(shù)充分融入到社區(qū)教育學(xué)習(xí)成果認(rèn)證中，以新一代信息技術(shù)推動社區(qū)教育學(xué)習(xí)成果認(rèn)證的公信力，激發(fā)社區(qū)學(xué)習(xí)者內(nèi)在的學(xué)習(xí)動機，優(yōu)化社區(qū)教育管理，激活社區(qū)教育參與的積極性，促進社區(qū)教育價值的提升，以推動我國社區(qū)教育的進一步發(fā)展，從而形成更加完善、系統(tǒng)、科學(xué)的終身教育體系。