區(qū)塊鏈技術(shù)及其在高等教育中的應(yīng)用

陳露璐

摘 ? 要：近年來(lái)，區(qū)塊鏈技術(shù)以其去中心化、數(shù)據(jù)共享、難以篡改等特點(diǎn)吸引了金融、科技等行業(yè)的廣泛關(guān)注，并逐漸應(yīng)用于貨幣支付、慈善公益、公共事務(wù)等各個(gè)領(lǐng)域。國(guó)務(wù)院發(fā)布的《“十三五”國(guó)家信息化規(guī)劃》中，提出要構(gòu)建現(xiàn)代信息技術(shù)和產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系，加強(qiáng)包括區(qū)塊鏈在內(nèi)的新技術(shù)基礎(chǔ)研發(fā)和前沿布局，構(gòu)筑新賽場(chǎng)先發(fā)主導(dǎo)優(yōu)勢(shì)。目前區(qū)塊鏈技術(shù)在教育信息化領(lǐng)域的應(yīng)用仍處在初期階段，文章通過(guò)介紹區(qū)塊鏈技術(shù)及其在國(guó)外高等教育中的應(yīng)用，為我國(guó)高等教育信息化發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈 高等教育 教育應(yīng)用

一、區(qū)塊鏈簡(jiǎn)介及其發(fā)展階段

幾乎每10年左右，計(jì)算范式就會(huì)有一次顛覆性的革新，從20世紀(jì)70年代到21世紀(jì)的第一個(gè)10年，我們分別經(jīng)歷了大型機(jī)、個(gè)人電腦、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)社交的革新，而基于區(qū)塊鏈加密協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)被認(rèn)為是接下來(lái)10年中的新興計(jì)算機(jī)功能范式。區(qū)塊鏈的本質(zhì)是一個(gè)可共享且不易篡改的分布式分類總賬。系統(tǒng)中的多個(gè)節(jié)點(diǎn)將一段時(shí)間內(nèi)的全部信息，通過(guò)密碼學(xué)算法計(jì)算并記錄到區(qū)塊中，生成數(shù)據(jù)密碼用以驗(yàn)證有效性和鏈接下一個(gè)區(qū)塊，并按照時(shí)間戳將區(qū)塊排序，形成集體維護(hù)、彼此驗(yàn)證、有序鏈接的網(wǎng)狀價(jià)值傳輸系統(tǒng)。

2008年，中本聰發(fā)表文章《比特幣：一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》，首次提出了去中心化數(shù)字貨幣——比特幣的概念，而這一數(shù)字貨幣的支付行為被記錄在一個(gè)公開的分類賬本上，即區(qū)塊鏈。雖然區(qū)塊鏈伴隨比特幣而產(chǎn)生，但比特幣僅僅只是區(qū)塊鏈技術(shù)1.0的一個(gè)重要應(yīng)用。梅蘭妮·斯萬(wàn)在《區(qū)塊鏈：新經(jīng)濟(jì)藍(lán)圖及導(dǎo)讀》中，將區(qū)塊鏈的發(fā)展階段按照其進(jìn)程分為區(qū)塊鏈1.0時(shí)代、區(qū)塊鏈2.0時(shí)代、區(qū)塊鏈3.0時(shí)代。

區(qū)塊鏈1.0時(shí)代以加密數(shù)字貨幣為代表，如比特幣。比特幣區(qū)塊鏈的技術(shù)堆棧主要由三大塊構(gòu)成：比特幣區(qū)塊鏈、比特幣協(xié)議和用戶、加密數(shù)字貨幣（比特幣）。比特幣區(qū)塊鏈作為底層技術(shù)，其數(shù)據(jù)庫(kù)所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)共享，但無(wú)人掌控，通過(guò)礦工①（Miner）更新，以全民監(jiān)管的形式運(yùn)行。比特幣協(xié)議是在區(qū)塊鏈總賬上進(jìn)行資金轉(zhuǎn)賬的軟件系統(tǒng)，加密數(shù)字貨幣則是比特幣本身。盡管比特幣在所有加密數(shù)字貨幣中最先出現(xiàn)且規(guī)模龐大，但并不是唯一的加密數(shù)字貨幣，還有萊特幣、未來(lái)幣、狗幣等數(shù)字貨幣。區(qū)塊鏈、協(xié)議以及加密數(shù)字貨幣是一個(gè)通用結(jié)構(gòu)，每一種加密數(shù)字貨幣都對(duì)應(yīng)著一種協(xié)議和區(qū)塊鏈，有的數(shù)字貨幣直接基于比特幣區(qū)塊鏈之上或稍作修改。實(shí)際應(yīng)用中，用戶通過(guò)錢包軟件管理自己的數(shù)字貨幣，無(wú)需注冊(cè)中心化賬戶，只需擁有一個(gè)地址，即可接收數(shù)字貨幣，并通過(guò)該地址的私鑰使用貨幣。而發(fā)送貨幣時(shí)，可以將數(shù)字貨幣通過(guò)私鑰加密送達(dá)對(duì)方地址。這些交易都將被蓋上時(shí)間戳存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈中，錢包軟件將保存一份區(qū)塊鏈拷貝，以確認(rèn)交易。

區(qū)塊鏈1.0時(shí)代解決了支付和貨幣去中心化的問(wèn)題，而區(qū)塊鏈2.0時(shí)代試圖解決市場(chǎng)的去中心化問(wèn)題，使其支持在支付與貨幣之外的金融場(chǎng)景下的應(yīng)用。區(qū)塊鏈2.0時(shí)代的關(guān)鍵詞是智能合約。所謂智能合約，即是以數(shù)字形式確立的承諾，一旦合約設(shè)立，便可以被自動(dòng)執(zhí)行，無(wú)需第三方參與。智能合約使得合約的執(zhí)行過(guò)程公開透明，杜絕了毀約和時(shí)間延誤等問(wèn)題的出現(xiàn)。而其自動(dòng)執(zhí)行的前置條件是已定合約不得修改，從而實(shí)現(xiàn)了防篡改的功能。智能合約的需要建立在可信的執(zhí)行環(huán)境之中，以太坊便應(yīng)運(yùn)而生。以太坊是一個(gè)開源的區(qū)塊鏈底層系統(tǒng)，由全球用戶共同維護(hù)、開發(fā)應(yīng)用，不被個(gè)人或機(jī)構(gòu)所擁有，進(jìn)而為智能合約提供了良好可信的運(yùn)行環(huán)境。實(shí)際上，區(qū)塊鏈的去中心化交易賬本功能可以用來(lái)注冊(cè)、確認(rèn)、轉(zhuǎn)移各種資產(chǎn)和合約，進(jìn)而應(yīng)用于眾多場(chǎng)景，如仲裁、眾籌、借貸等。

區(qū)塊鏈3.0時(shí)代則是區(qū)塊鏈技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的全面應(yīng)用。在目前的體系下，交易或認(rèn)證往往通過(guò)本地政府、銀行或第三方提供背書或鑒證，難以建立全球性的信任共識(shí)體系。區(qū)塊鏈技術(shù)的出現(xiàn)使得建立全球范圍信用共識(shí)成為可能，為全球交流和互動(dòng)提供信用支持。隨著區(qū)塊鏈服務(wù)的增多，部分政府功能將被取代，如身份證明、投票選舉、登記法律文件等。區(qū)塊鏈技術(shù)提供大規(guī)模高精度的去中心化管理方法，會(huì)對(duì)社會(huì)產(chǎn)生重大影響。[1][2]

二、區(qū)塊鏈在高等教育領(lǐng)域的應(yīng)用

美國(guó)高等教育信息化協(xié)會(huì)于2017年春季發(fā)布了文章《區(qū)塊鏈變革與高等教育》，認(rèn)為區(qū)塊鏈將成為未來(lái)對(duì)高等教育影響最大的一項(xiàng)技術(shù)，有助于改進(jìn)高等院校之間及其與整個(gè)社會(huì)的關(guān)系。文中指出區(qū)塊鏈技術(shù)在高等教育領(lǐng)域的四大應(yīng)用：身份認(rèn)證及學(xué)習(xí)記錄、更新學(xué)習(xí)方式、減輕學(xué)生經(jīng)濟(jì)壓力、構(gòu)建高等教育新模式。

（一）提供身份認(rèn)證及學(xué)習(xí)記錄

在現(xiàn)代社會(huì)，人從出生開始就需要各種權(quán)威機(jī)構(gòu)提供的證明，隨著年齡的增長(zhǎng)不斷積累個(gè)人信息，教育及學(xué)術(shù)信息也構(gòu)成了其中的一部分。目前的教育信息系統(tǒng)面臨著三大問(wèn)題：安全性、有效性和時(shí)效性。

學(xué)生的教育信息通常錄入電腦，以電子數(shù)據(jù)的方式進(jìn)行存儲(chǔ)，而保障這些教育信息的隱私和安全面臨很大挑戰(zhàn)。例如，加州大學(xué)伯克利分校、俄亥俄州立大學(xué)、威斯康星大學(xué)密爾沃基校區(qū)等高等教育機(jī)構(gòu)均在近年遭到黑客攻擊，耶魯大學(xué)也曾在互聯(lián)網(wǎng)上意外泄露機(jī)密信息，印第安納大學(xué)將學(xué)生教育信息儲(chǔ)存在無(wú)保護(hù)的網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)上。諸如此類的做法，使得學(xué)生教育信息安全岌岌可危。而區(qū)塊鏈技術(shù)的出現(xiàn)為這一問(wèn)題提供了完善的解決方案。通過(guò)公鑰基礎(chǔ)設(shè)施及非對(duì)稱加密的方式，區(qū)塊鏈技術(shù)為供需雙方搭建了安全的傳輸平臺(tái)。在沒有私鑰的情況下，無(wú)法讀取數(shù)據(jù)，杜絕了黑客盜取數(shù)據(jù)的可能性。

據(jù)北美最大招聘網(wǎng)站運(yùn)營(yíng)商凱業(yè)必達(dá)（CareerBuilder）報(bào)道，57%的求職者夸大了自身的工作技能，高達(dá)33%的求職者有學(xué)歷造假行為。雇主希望求職者提供權(quán)威的學(xué)歷認(rèn)證和成績(jī)單，而高等教育機(jī)構(gòu)對(duì)于提供學(xué)歷認(rèn)證和成績(jī)單收取費(fèi)用，這對(duì)經(jīng)濟(jì)困難學(xué)生求職及深造造成一定的阻礙。區(qū)塊鏈技術(shù)的出現(xiàn)，使得求職者可以以近乎免費(fèi)的價(jià)格獲得學(xué)歷的權(quán)威認(rèn)證，同時(shí)也可以很好地杜絕造假問(wèn)題。

在美國(guó)，75%的高等教育學(xué)生是非全日制的，相較于全日制學(xué)生，他們通常要花費(fèi)將近2倍的時(shí)間才能畢業(yè)，而這其中真正能獲得學(xué)位的僅有1/4。目前，開放勛章（OpenBadges）、區(qū)塊鏈認(rèn)證（Blockchain Certificates）和“學(xué)以致用”（Learning is Earning）等利用區(qū)塊鏈技術(shù)為學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的每一項(xiàng)技能提供認(rèn)證，無(wú)論技能是習(xí)得于課堂內(nèi)還是課堂外。麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)為對(duì)其發(fā)展作出貢獻(xiàn)的人提供永久電子認(rèn)證。通過(guò)這種方式，學(xué)習(xí)者不僅獲得學(xué)分，還可以將獲得的認(rèn)證提供給雇主，提高自身在勞動(dòng)力市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

（二）更新學(xué)習(xí)方式

當(dāng)今社會(huì)，雇主和政府對(duì)高等教育證書的絕對(duì)重視，導(dǎo)致學(xué)習(xí)者花費(fèi)時(shí)間和金錢獲取證書，也使得有能力但尚未獲得學(xué)位的求職者失去大量機(jī)會(huì)。高等教育機(jī)構(gòu)自身聲望和其頒發(fā)證書的含金量在很大程度上取決于其教育效果。嘗試學(xué)習(xí)新方式有助于學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率，營(yíng)造更好的學(xué)習(xí)氛圍。例如，學(xué)生在課堂之外借助計(jì)算機(jī)自主學(xué)習(xí)基本知識(shí)點(diǎn)，可充分利用課堂時(shí)間與教師和同學(xué)互動(dòng)。

在傳統(tǒng)的高等教育中，師生扮演的更多是傳播者與接收者的角色。但是，在信息社會(huì)，年輕一代更希望分享自己的觀點(diǎn)，在討論中學(xué)習(xí)。高等教育的意義并不只是傳授知識(shí)和特定的內(nèi)容，還要使學(xué)生擁有終身學(xué)習(xí)的能力，通過(guò)溝通和合作分析解決問(wèn)題。

區(qū)塊鏈技術(shù)使得學(xué)習(xí)者可以在互相分享、交流觀點(diǎn)的同時(shí)獲得一定的報(bào)酬，如比特幣等。此外，區(qū)塊鏈不可更改的特點(diǎn)，也使得知識(shí)共建的過(guò)程和結(jié)果得以溯源，并保護(hù)版權(quán)。區(qū)塊鏈企業(yè)巨頭“共識(shí)體系”（Consensus Systems）為區(qū)塊鏈技術(shù)在課堂協(xié)作中的應(yīng)用提供了范例，其顛覆了以往的層級(jí)制學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)，提出靈活、開放、共識(shí)的口號(hào)。每位學(xué)習(xí)者自主選擇若干個(gè)感興趣的學(xué)習(xí)項(xiàng)目，完成部分項(xiàng)目?jī)?nèi)容。團(tuán)隊(duì)中的成員沒有上下級(jí)之分，共同協(xié)商研究?jī)?nèi)容、任務(wù)分配和獎(jiǎng)勵(lì)，寫入智能合約并執(zhí)行。這一學(xué)習(xí)模式使得學(xué)習(xí)者在自主研究的同時(shí)相互交流、展開合作。

（三）減輕學(xué)生經(jīng)濟(jì)壓力

1995-2015年的20年間，美國(guó)私立學(xué)校的生均經(jīng)費(fèi)上漲了179%，在公立學(xué)校就讀的州內(nèi)學(xué)生生均經(jīng)費(fèi)上漲了226%，州外學(xué)生的費(fèi)用漲幅則達(dá)到了296%，大量高等教育階段學(xué)生因此背上債務(wù)。

區(qū)塊鏈研究所（Institute for Blockchain Studies）創(chuàng)始人梅蘭妮·斯萬(wàn)致力于慕課（MOOC）的學(xué)習(xí)認(rèn)證以及區(qū)塊鏈在教育經(jīng)濟(jì)回報(bào)（Pay for Success）中的應(yīng)用。她提出區(qū)塊鏈可以在以下三個(gè)方面發(fā)揮作用：一是就報(bào)名參加Coursera課程的學(xué)生是否完成課程和測(cè)試、是否掌握了一定的知識(shí)提供可信認(rèn)證;二是為經(jīng)濟(jì)補(bǔ)助提供支付渠道;三是通過(guò)智能合約規(guī)劃學(xué)習(xí)過(guò)程。

通過(guò)智能合約，捐助人或企業(yè)可以對(duì)受助學(xué)生提出特定的技能要求，學(xué)生在固定時(shí)間內(nèi)完成既定的學(xué)習(xí)任務(wù)，進(jìn)行在線測(cè)試。區(qū)塊鏈對(duì)其身份進(jìn)行確認(rèn)后自動(dòng)發(fā)放下一階段的補(bǔ)助，以減輕學(xué)生在高等教育階段的經(jīng)濟(jì)壓力。

“學(xué)以致用”提出了另一種解決方案。學(xué)生可以將當(dāng)前所學(xué)教授給其他人或者直接應(yīng)用于工作以換取經(jīng)濟(jì)回報(bào)。區(qū)塊鏈會(huì)自動(dòng)跟蹤和記錄學(xué)習(xí)行為、知識(shí)來(lái)源以及去向。據(jù)此，學(xué)生能夠明確每一門課程帶來(lái)的收益和價(jià)值，雇主也可以便捷地找到水平有保障的人才。

（四）構(gòu)建高等教育新模式

通常我們將大學(xué)形容為象牙塔，為師生提供相對(duì)安靜的環(huán)境進(jìn)行學(xué)習(xí)與研究，但同時(shí)也意味著大學(xué)之間缺乏聯(lián)系，互相之間相對(duì)隔離。區(qū)塊鏈能夠打破這一隔離，使大學(xué)之間形成網(wǎng)絡(luò)乃至教育生態(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)資源共享、開放共贏。不同于一般的互聯(lián)網(wǎng)在線學(xué)習(xí)，區(qū)塊鏈下的教育體系更重視學(xué)習(xí)的記錄及其延續(xù)性，主張將學(xué)習(xí)者的身份與其學(xué)習(xí)成就產(chǎn)生聯(lián)系，并對(duì)系統(tǒng)中的良性互動(dòng)和協(xié)作行為給予獎(jiǎng)勵(lì)?；趨^(qū)塊鏈的教育體系建立主要經(jīng)過(guò)以下3個(gè)階段。第一階段是內(nèi)容交換，高校教師將自己的教學(xué)材料和觀點(diǎn)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)分享給更多的人;第二階段是內(nèi)容協(xié)同創(chuàng)新，師生協(xié)同合作，共同創(chuàng)作新的教學(xué)材料;第三階段是形成全球教育網(wǎng)絡(luò)，高校教師、學(xué)生以及研究機(jī)構(gòu)都將變成全球教育網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)個(gè)節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的社會(huì)建構(gòu)。

第一階段，內(nèi)容交換。大學(xué)為了保持自身競(jìng)爭(zhēng)力，通常不會(huì)將教學(xué)資料等內(nèi)部信息對(duì)外發(fā)布。美國(guó)麻省理工學(xué)院首創(chuàng)了開放課件平臺(tái)（MITs OpenCourseWare， https：//ocw.mit.edu/），提供包括教材、講義、作業(yè)、測(cè)試等一系列內(nèi)容。目前已有超過(guò)200個(gè)高等教育機(jī)構(gòu)加入該平臺(tái)。區(qū)塊鏈技術(shù)使得所有的內(nèi)容貢獻(xiàn)得以溯源，學(xué)習(xí)者對(duì)于認(rèn)同的內(nèi)容不僅僅可以支持評(píng)論，還可以為其贊助，以支持深入研究。反過(guò)來(lái)，這也有助于激發(fā)研究興趣，保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，提高知識(shí)內(nèi)容提供者的學(xué)術(shù)聲譽(yù)。

第二階段，內(nèi)容協(xié)同創(chuàng)新。第二階段不只是分享現(xiàn)有的內(nèi)容，更多地是創(chuàng)造新的教學(xué)材料，改進(jìn)現(xiàn)有的教學(xué)。維基媒體基金會(huì)旗下的維基學(xué)院（Wikiversity）便是這一階段的經(jīng)典應(yīng)用。與維基百科類似，維基學(xué)院允許個(gè)人選擇感興趣的學(xué)習(xí)項(xiàng)目進(jìn)行編輯，并為有價(jià)值的研究項(xiàng)目提供資金支持，旨在合力開發(fā)最優(yōu)秀的課程資源。

第三階段，形成全球教育網(wǎng)絡(luò)。個(gè)性化學(xué)習(xí)是大勢(shì)所趨，而目前高等教育的成本把一些有學(xué)習(xí)能力的人拒之門外。例如，學(xué)有余力的中學(xué)生難以接觸到大學(xué)課堂的內(nèi)容。在這一階段，學(xué)習(xí)者不必拘泥于年齡和現(xiàn)有的教育層級(jí)，可以在全球范圍內(nèi)尋找符合自身能力的課程，自由探究和討論。區(qū)塊鏈將記錄并認(rèn)證所有的學(xué)習(xí)內(nèi)容及學(xué)習(xí)者獲得的成就，以此形成一個(gè)自由開放的全球教育網(wǎng)絡(luò)。[3]

三、結(jié)語(yǔ)與思考

2018年，教育部發(fā)布《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》，指出要加快面向下一代網(wǎng)絡(luò)的高校智能學(xué)習(xí)體系建設(shè)，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)成果記錄、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(jìn)信息技術(shù)和智能技術(shù)深度融入教育教學(xué)全過(guò)程，打造教育發(fā)展國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)新增長(zhǎng)極。區(qū)塊鏈技術(shù)具有去中心化、難以篡改、可追溯性等特點(diǎn)，在高等教育中的學(xué)歷認(rèn)證、拓展教育資源、建立自組織教育體系中具有顯著優(yōu)勢(shì)[4]。楊現(xiàn)民等人認(rèn)為，區(qū)塊鏈技術(shù)在教育中的應(yīng)用主要有建立學(xué)信大數(shù)據(jù)、智能合約為基礎(chǔ)的教育淘寶平臺(tái)、學(xué)位證書認(rèn)證、開放高效教育新生態(tài)、網(wǎng)絡(luò)社區(qū)自運(yùn)行、去中心化教育體制這六大模式。但同時(shí)面臨著教育應(yīng)用推廣運(yùn)行阻力大、教育數(shù)據(jù)產(chǎn)權(quán)模糊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間瓶頸及區(qū)塊鏈匿名技術(shù)不成熟所引起的用戶隱私泄露風(fēng)險(xiǎn)等諸多挑戰(zhàn)。[5]

目前，區(qū)塊鏈在我國(guó)高等教育領(lǐng)域的應(yīng)用還處在起步階段，但其潛力絕不僅限于對(duì)于教育學(xué)歷的認(rèn)證。合理利用區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)可追溯、難篡改的特點(diǎn)，將其與各類開放教育資源相結(jié)合，有助于降低高等教育壁壘，提高學(xué)習(xí)者的積極性和教育質(zhì)量。

注釋：

①“礦工”是指通過(guò)計(jì)算機(jī)算理從事虛擬貨幣挖礦的人。

參考文獻(xiàn)：

[1]梅蘭妮·斯萬(wàn).區(qū)塊鏈：新經(jīng)濟(jì)藍(lán)圖及導(dǎo)讀[M].北京：新星出版社，2016：41-87.

[2]杜均.區(qū)塊鏈+：從全球50個(gè)案例看區(qū)塊鏈的應(yīng)用與未來(lái)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2018：14-25.

[3]TAPSCOTT D， TAPSCOTT A.The Blockchain Revolution and Higher Education[EB/OL].https：//er.educause.edu/articles/2017/3/the-blockchain-revolution-and-higher-education，2017-03-13.

[4]中華人民共和國(guó)教育部.教育部關(guān)于印發(fā)《教育信息化2.0 行動(dòng)計(jì)劃》的通知[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201804/t20180425_ 334188.html，2018-04-18.

[5]楊現(xiàn)民，李新，吳煥慶，等.區(qū)塊鏈技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用模式與現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究，2017（2）：34-45.

編輯 朱婷婷 ? 校對(duì) 王亭亭