聯盟鏈在教育領域中的應用研究

禤潤堂?李冠楠?朱敏

摘要：旨在探討聯盟鏈技術在職業教育領域中的應用。首先，闡述了區塊鏈技術公鏈存在的問題，并介紹了聯盟鏈技術在隱私、性能和監管問題上的優點。其次，重點介紹了聯盟鏈在職業教育領域中的應用，包括學籍認證、實驗實訓、實習管理和職業技能認證等。最后，總結了聯盟鏈在職業教育領域中的優勢和應用前景，以期為推動職業教育的智能化和數字化提供一些思路和方向。

關鍵詞：聯盟鏈；職業教育；實驗實訓；實習管理

一、前言

區塊鏈技術自2008年發布以來，已成為計算應用領域研究的熱點之一，同時也吸引了諸多行業的關注和應用。與傳統中心化的應用不同，區塊鏈技術采用分布式的方式實現了去中心化的操作，從而帶來了更高的安全性、可靠性和透明度。國家對區塊鏈在教育中的發展和應用也非常重視。2018年4月，在教育部印發的《教育信息化2.0行動計劃》中[1]，提及探索基于區塊鏈、大數據等新技術的智能學習效果記錄、轉移、交換、認證等有效方式，推進信息技術和智能技術深度融入教育教學全過程；2021年7月，教育部等六部門發布《關于推進教育新型基礎設施建設構建高質量教育支撐體系的指導意見》[2]，其中明確提到了深入應用區塊鏈等新一代信息技術，充分發揮數據作為新型生產要素的作用，推動教育數字轉型。

在眾多區塊鏈技術中，聯盟鏈技術作為一種針對特定行業或組織的區塊鏈技術，由于其權限控制、高性能和靈活性等優勢，逐漸受到了職業教育領域的重視。本文將探討聯盟鏈在職業教育中的應用，旨在為職業教育提供更加安全、高效、便捷和可靠的應用解決方案。

二、聯盟鏈的特點

區塊鏈是一種分布式數據庫技術，可確保數據的安全性和完整性，無須通過中央控制機構或信任第三方進行驗證。區塊鏈的主要特點包括去中心化、不可篡改、匿名性和可追溯性等，區塊鏈技術通過去中心化的方式，建立了一種全新的信任機制，可用于數字資產交易、金融服務、智能合約等領域[3]。

在區塊鏈技術的發展過程中，面臨著一些問題，如公鏈性能不足、數據隱私不保障、監管缺失等[4]。為了解決這些問題，聯盟鏈技術應運而生，與公有鏈不同，聯盟鏈是由一組特定的參與者組成的，這些參與者具有一定的信任和合作關系，彼此之間可以進行共享和協作，其具備以下特點：

1.去中心化和共識機制：聯盟鏈采用去中心化的架構，由多個參與方組成，每個參與方都有權參與共識機制，決定交易的驗證和記錄方式。這種共識機制可以提高系統的安全性和可信度。

2.權限控制和隱私保護：聯盟鏈允許參與方設定不同的權限和訪問級別，只有經過授權的參與方才能參與交易和訪問數據。這樣可以保護數據的隱私和機密性，確保敏感信息不被未授權的人員訪問。

3.高性能和擴展性：相比于公共區塊鏈，聯盟鏈通常具有更高的性能和擴展性，因為參與方數量相對較少，交易處理速度更快，同時可以根據需求進行系統的擴展和優化。

4.可編程智能合約：聯盟鏈技術支持智能合約的部署和執行，這些合約是基于特定的業務邏輯和規則，可以自動化和執行預定的操作，提高交易的效率和準確性。

5.可追溯性和透明度：所有的交易和數據記錄在聯盟鏈上都是可追溯的，任何參與方都可以查看交易的歷史記錄和狀態。這種透明度可以減少欺詐和錯誤，并提供更高的可信度。

6.合作與共識：聯盟鏈是不同實體之間的合作和共識的結果。參與方通過合作共識達成一致，共同管理和維護聯盟鏈系統，這有助于構建信任和建立良好的合作關系。

聯盟鏈技術的原理是通過共識機制來維護整個系統的一致性。在聯盟鏈中，節點之間需要達成共識來確認交易的有效性，而這種共識機制一般是基于權威性證明（Proof of Authority）、拜占庭容錯（Byzantine Fault Tolerance）等算法實現的[5]。聯盟鏈技術解決了公有鏈存在的一些問題，例如：

1.隱私問題：在公有鏈中，所有的交易信息都是公開的，這樣可能導致用戶的隱私泄露。而聯盟鏈技術通過訪問控制和加密技術，可以保護用戶的隱私。

2.性能問題：由于公有鏈中的節點數量非常龐大，因此會導致交易的速度變慢。而聯盟鏈技術中的節點數量相對較少，可以提高交易的速度和吞吐量。

3.監管問題：公有鏈中的交易無法被監管，這可能導致一些不法行為。而聯盟鏈技術中的參與者是被授權的，他們可以被監管，從而提高了系統的安全性和可靠性。

聯盟鏈技術具有去中心化、權限控制、高性能、智能合約、可追溯性和透明度等特點，并解決了公有區塊鏈存在的隱私、性能和監管問題，這使得它成為在特定行業或組織范圍內實現安全、高效和可信交易的理想選擇。下一部分將探討聯盟鏈在職業教育中的應用場景和案例。

三、聯盟鏈在職業教育中的應用

職業教育是一個由學校、政府、機構等多元主體組成的綜合體系。學校作為主要的教育提供者，承擔著培養學生職業技能和知識的重要責任；政府在職業教育中扮演著監管和政策制定的角色，促進職業教育的發展和改革；機構則包括行業協會、職業培訓機構和企業等，它們與學校合作，提供實習實訓、技能認證和就業機會等資源。這些主體以及主體內部的子部門都可以成為聯盟鏈中的可信節點進行相互認證和數據交換。聯盟鏈在職業教育的全生命周期中有著廣泛的應用前景，可以為學生、教師和教育機構提供更安全、高效、便捷的教學服務。以下是聯盟鏈技術在職業教育中的應用場景和案例：

（一）學籍管理

當學生進入職業教育階段時，學籍管理是非常重要的。學籍管理需要記錄學生的個人信息、學習成績、選課情況、學習計劃等信息，它們通常會在學生的職業生涯中扮演著至關重要的角色。然而，在傳統的學籍管理中，學生的信息通常存儲在學校的中心化數據庫中。這種中心化的存儲方式很容易被黑客攻擊，從而導致學生信息泄漏、篡改等問題。此外，學籍管理通常需要不同的教育機構之間進行信息共享，這也給信息安全帶來了挑戰。

聯盟鏈可以通過智能合約、去中心化存儲等技術手段，幫助學生、學校和政府等機構實現更加安全、高效的學籍管理。學校、企業和政府等機構作為聯盟鏈上注冊的可信節點，在鏈上進行加密數據交換傳輸，可以使學生信息的存儲和共享變得更加安全可靠，同時保護學生隱私和確保學校的信息安全。例如，澳大利亞墨爾本皇家理工大學（RMIT）使用聯盟鏈構建了學生學歷認證系統，該系統實現在鏈上學生學籍信息的安全存儲和共享，有效地避免了學籍造假問題。同時，該系統還使用了智能合約技術，實現了學歷信息的自動認證和審核，提高了學歷認證的效率和準確性。

（二）實驗實訓

實驗實訓是職業教育中非常重要的一部分，實驗實訓環節需要大量的設備、耗材等資源，并需要多個學生在同一時間進行操作，因此，實驗室管理、資源調配和實驗結果管理是實驗實訓環節中需要解決的重要問題。以下為聯盟鏈的一些應用場景：

1.實驗設備共享與管理：可以基于聯盟鏈搭建一個在校內有限區域內共享的、去中心化的實驗室管理平臺，實現實驗室資源的共享和調配。每個實驗室都可以成為聯盟鏈中的一個注冊節點，學生可以在平臺上預約實驗室時間、借用實驗設備、提交實驗數據，從而提高資源利用效率和實驗條件的多樣性。

2.實驗結果的驗證與共享：聯盟鏈可以記錄實驗實訓過程中產生的數據和結果，確保其真實性和不可篡改性。學生和教師可以通過聯盟鏈驗證和共享實驗結果，促進實驗實訓的透明度和可信度。這有助于學生展示自己的實驗成果，并為后續的學習和研究提供可靠的數據基礎。

3.實驗進度和反饋的實時監測：聯盟鏈可以用于實時監測學生在實驗實訓中的進度和表現。教師可以通過聯盟鏈獲取學生的實時數據，提供指導和反饋，幫助學生改進實驗技能和解決問題。學生也可以通過聯盟鏈了解自己的實驗進展和表現，及時調整學習策略。

4.實驗實訓成果交流和展示：聯盟鏈可以用于學生之間和教育機構之間的實驗實訓成果交流和展示。學生可以通過聯盟鏈展示自己的實驗項目和成果，與其他學生和教師進行交流和學習。教育機構可以通過聯盟鏈分享優秀的實驗實訓案例和方法，促進經驗的傳承和合作。

5.跨校合作實驗：聯盟鏈可以建立跨校的實驗合作平臺，多個教育機構可以共同開展實驗項目，通過聯盟鏈記錄實驗過程和結果，并確保各個參與方的權益和貢獻得到公平認可。這種跨校合作的方式可以擴大實驗實訓資源的范圍，提供更豐富的實驗環境和學習機會。

（三）教學資源共享

教學資源共享是職業教育中的一個重要方面。教學資源包括教材、試卷、教學課件、視頻、音頻等多種形式的教育資源。這些教學資源可以幫助學生更好地學習，提高教育教學質量。然而，在傳統的教學資源共享中，教育機構通常會將教學資源存儲在自己的中心化服務器上，導致資源不夠共享、易于遭受黑客攻擊、維護成本高等問題。聯盟鏈技術可以通過去中心化、安全、可靠的方式，幫助教育機構實現更好的教學資源共享：

1.共享課程資料：聯盟鏈可以用于存儲和共享教學機構的課程資料，如課件、教材、案例分析等。教師和學生可以通過聯盟鏈獲取這些資源，提高教學效果和學習質量。

2.跨學校資源共享：聯盟鏈可以建立跨學校的教學資源共享平臺，各個學校可以共享自己的優質教學資源，包括在線課程、教學視頻、實驗資料等。這有助于提高教學質量和多樣性，讓學生獲得更廣泛的學習機會。

3.教學內容版權保護：聯盟鏈可以用于確保教學資源的版權保護。教育機構可以將教學內容的版權信息記錄在聯盟鏈上，確保教學資源的合法使用和防止盜版行為。

4.學習成果認證：聯盟鏈可以用于記錄學生的學習成果，如完成的課程、獲得的證書等。這些學習成果可以通過聯盟鏈進行驗證和共享，使學生獲得更可信的學習證明和學歷認證。

5.資源評價和質量監控：聯盟鏈可以記錄學生和教師對教學資源的評價和反饋。這些評價可以被其他用戶參考，提供有關教學資源質量和適用性的參考意見。同時，聯盟鏈也可以用于監控教學資源的使用情況和效果，為資源的持續改進提供數據支持。

6.教師交流和協作：聯盟鏈可以建立教師之間的交流和協作平臺，促進教師之間的資源共享、經驗交流和合作研究。教師可以通過聯盟鏈分享教學方法、教案和教學實踐，從而提升整個教育領域的教學水平。

（四）實習管理

當涉及工作實習管理時，聯盟鏈也可以發揮其獨特優勢。在傳統的實習管理中，存在很多問題，如難以確定學生實習期間的具體任務、缺乏統一的實習計劃、難以確定實習任務完成情況等。通過使用聯盟鏈技術，這些問題可以得到很好的解決。

首先，聯盟鏈可以提供一個可信的、不可篡改的數據存儲和共享平臺，保證實習期間學生完成的任務和實習記錄被準確地記錄和保存，避免了學校和企業之間因為數據存儲和共享問題而出現糾紛的可能性。

其次，聯盟鏈可以為學校和企業提供一個可信的平臺，只有經過認證的學校和企業才能實現數據上鏈和從鏈上獲取數據。鏈上的學校和企業節點可以協作實習計劃的制定和監控，使學校和企業能夠更加緊密地合作，并共同制定實習計劃，監控學生實習情況。

最后，聯盟鏈可以幫助學校和企業實現實時數據共享和數據可視化，實習計劃和學生實習情況一目了然，能夠更快地發現問題并采取措施。例如，美國加州大學洛杉磯分校和微軟公司合作，將聯盟鏈應用于實習管理中，學生在實習期間使用微軟的產品并提交實習報告，這些實習報告會被記錄到聯盟鏈上，并由學校和微軟共同驗證，確保學生的實習記錄得到準確記錄和保存。

（五）職業技能認證

職業技能認證是指對職業技能的證明和評估，是衡量個人職業素養和技能水平的重要手段。職業技能認證通常需要一個第三方機構來評估和認證，這個機構需要收集、驗證和存儲大量的個人和組織數據。聯盟鏈可以用于改進職業技能認證的流程，通過將數據存儲在鏈上，確保數據的不可篡改和安全性，并為認證機構和被認證者提供透明和可追溯的數據記錄。以下是聯盟鏈在職業技能認證中的應用：

1.職業技能證書的頒發。聯盟鏈可以用于頒發職業技能證書，將證書的信息存儲在鏈上，并確保證書的真實性和可信度。這樣，求職者可以更好地證明自己的職業技能和素養，提高求職成功率。

2.職業技能認證的驗證。聯盟鏈可以用于驗證職業技能認證的真實性和可信度，通過鏈上存儲的數據，第三方機構可以快速驗證個人的職業技能認證信息，并確保數據的不可篡改和安全性。

3.職業技能認證數據的管理。聯盟鏈可以用于管理職業技能認證的數據，包括個人和組織的認證數據。通過鏈上的數據存儲和智能合約的執行，可以確保數據的安全性和隱私性，防止數據被泄露或篡改。

4.職業技能認證的互聯互通。聯盟鏈可以用于實現不同機構之間的職業技能認證數據的互聯互通，將認證數據存儲在聯盟鏈上，提高認證數據的互操作性和可靠性。

5.職業技能認證的隱私保護。聯盟鏈可以確保技能認證的隱私保護，學生或從業者的個人信息和敏感數據可以以加密的形式存儲在聯盟鏈上，并且只有授權的機構或個人才能訪問和驗證。這樣可以保護個人隱私，同時確保技能認證的有效性和可信度。

（六）學生就業

通過聯盟鏈的應用，學生可以獲得更準確、透明和可信的就業機會和發展支持。聯盟鏈的去中心化、安全性和可驗證性的特點，有助于解決信息不對稱和虛假就業機會等問題，為學生提供更有價值的就業服務：

1.學生技能和背景驗證：聯盟鏈可以存儲學生的技能證書、學歷背景和工作經驗等信息。這些信息可以被加密和共享，并由參與方共同驗證，確保信息的真實性和準確性。學生可以通過提供聯盟鏈上的鏈接或身份驗證來證明自己的技能和背景，增加求職的可信度。

2.招聘匹配和推薦：聯盟鏈可以將學生的技能和背景信息與招聘要求進行匹配，通過智能合約和算法提供個性化的職位推薦。這有助于學生更準確地了解適合自己的職業，并提高就業成功率。

3.可信的就業數據記錄：聯盟鏈可以記錄學生的就業歷史和就業數據，如就業崗位、薪資水平和工作時長等。這些數據由學校、企業和學生共同驗證，并被永久記錄在聯盟鏈上。這為學生提供了可信的就業記錄，為將來的職業發展和晉升提供有力支持。

4.職業發展和培訓建議：聯盟鏈可以根據學生的技能和背景信息，提供個性化的職業發展和培訓建議。學生可以獲得關于如何提升自己的就業競爭力、填補技能缺口和獲取特定行業資質的指導。

5.職業導師和指導支持：聯盟鏈可以連接學生和職業導師，為學生提供職業指導和支持。學生可以尋求導師的建議、行業見解和職業網絡，從而有助于自己的職業發展。

6.虛擬招聘會：聯盟鏈可以承載虛擬招聘會的信息和交互。學生可以參與在線的招聘活動，與企業代表互動，提交簡歷和進行面試。這為學生提供了更便捷和全球化的招聘機會。

（七）其他應用

除了上述應用，聯盟鏈還能廣泛應用于職業教育中的課程設計與評價、學分管理和學位認證等多個場景。例如，通過聯盟鏈構建用于課程設計和評價的應用系統，記錄學生的課程學習過程和成績，確保數據的真實性和安全性，并提供更加精準的課程設計和評價等；通過聯盟鏈建立學分兌換平臺，學生可以通過聯盟鏈將獲得的學分兌換為特定的權益或獎勵、申請獎學金、參與特定項目或換取學習資源等。

四、結語

隨著聯盟鏈技術的不斷發展和應用，它在職業教育領域中的應用也將不斷拓展和深入。未來，聯盟鏈將繼續發揮其優勢，為職業教育提供更多更好的服務和支持。首先，聯盟鏈技術可以更好地解決職業教育中的信任問題，為學生、教師、企業等各方提供更加可靠和安全的交互和合作環境。其次，聯盟鏈技術可以進一步推動職業教育的智能化和數字化轉型，例如基于聯盟鏈的智能合約可以自動化處理職業技能認證、工作實習管理等流程，提高效率和準確性。此外，聯盟鏈技術也可以為職業教育帶來更加開放和共享的精神，促進不同學校、企業和組織之間的協作和共建，共同推動職業教育的發展和進步。

綜上所述，聯盟鏈在職業教育領域中的應用前景十分廣闊，隨著技術的不斷發展和創新，聯盟鏈將為職業教育帶來更多的機遇和挑戰，也將為學生的職業發展和社會進步做出更大的貢獻。

參考文獻

[1]教育部.教育部關于印發《教育信息化2.0行動計劃》的通知[EB/OL].（2018-04-18）.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201804/t20180425_334188.html.

[2]教育部.教育部等六部門發布《關于推進教育新型基礎設施建設構建高質量教育支撐體系的指導意見》[EB/OL].（2021-07-08）.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/202107/t20210720_545783.html.

[3]朱建明，付永貴.區塊鏈應用研究進展[J].科技導報，2017，35（13）：70-76.

[4]梁秀波，吳俊涵，趙昱，等.區塊鏈數據安全管理和隱私保護技術研究綜述[J].浙江大學學報（工學版），2022，56（1）：1-15.

[5]邵奇峰，金澈清，張召，等.區塊鏈技術：架構及進展[J].計算機學報，2018，41（5）：969-988.

基金項目：廣東省普通高校特色創新項目“基于區塊鏈的職業教育學生實踐管理系統的研究與應用”（課題編號：2021KTSCX338）