基于區(qū)塊鏈的中職學(xué)校存儲(chǔ)信用體系構(gòu)建

李名 王玉雯

摘要：文章基于中等職業(yè)教育存在的安全存儲(chǔ)、校企信任和數(shù)字證書(shū)共識(shí)認(rèn)證的三種需求，試圖利用區(qū)塊鏈技術(shù)安全存儲(chǔ)、節(jié)點(diǎn)信任和共識(shí)認(rèn)證等特點(diǎn)構(gòu)建一個(gè)存儲(chǔ)信用體系。首先對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)與中職存儲(chǔ)信用體系進(jìn)行耦合分析，再設(shè)計(jì)三種區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)和兩個(gè)智能合約，最后根據(jù)數(shù)據(jù)大小進(jìn)行存儲(chǔ)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了教育數(shù)據(jù)安全存儲(chǔ)、數(shù)字證書(shū)頒發(fā)和認(rèn)證，以及校企信任三個(gè)功能。

關(guān)鍵詞：職業(yè)教育;存儲(chǔ)信用體系;智能合約;教育數(shù)據(jù)

一、中職教育需求分析

2020年，九大部門(mén)制定《職業(yè)教育提質(zhì)培優(yōu)行動(dòng)計(jì)劃》，提出了實(shí)施職業(yè)教育信息化2.0建設(shè)行動(dòng)。該行動(dòng)提出：“以校本數(shù)據(jù)為中心，建設(shè)高速穩(wěn)定的校園網(wǎng)絡(luò)，統(tǒng)籌建設(shè)一體化智能化教學(xué)、管理與服務(wù)平臺(tái)[1]?！狈治霎?dāng)前形勢(shì)，中職教育存在安全存儲(chǔ)需求、校企信任需求和數(shù)字證書(shū)共識(shí)認(rèn)證需求。

（一）安全存儲(chǔ)需求

中職學(xué)校有著安全存儲(chǔ)學(xué)生教育數(shù)據(jù)的需求。中職學(xué)校的學(xué)生在畢業(yè)后有就業(yè)和升學(xué)兩種選擇。就業(yè)的學(xué)生會(huì)面臨企業(yè)提出的出示實(shí)習(xí)證明、展示數(shù)字證書(shū)等各類(lèi)要求。升學(xué)的學(xué)生需要在新學(xué)校展示之前取得的成果，以證明自己的能力。網(wǎng)上存儲(chǔ)學(xué)生教育數(shù)據(jù)是時(shí)之所需。在云計(jì)算和大數(shù)據(jù)時(shí)代，信息數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)飛速傳播，如果學(xué)生教育數(shù)據(jù)在網(wǎng)上得不到安全保障，中職教育就面臨著數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險(xiǎn)。

（二）信任需求

互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)時(shí)代帶來(lái)的數(shù)據(jù)泄露和數(shù)據(jù)被篡改的風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)致學(xué)校間、企業(yè)間和學(xué)校企業(yè)彼此間的信任危機(jī)。與中職學(xué)?！敖虝?shū)育人、培養(yǎng)技術(shù)技能人才”的目的不同，企業(yè)的根本目的是盈利，多數(shù)企業(yè)都有“學(xué)徒保密機(jī)制”和涉密的研究成果。企業(yè)擔(dān)心其商業(yè)機(jī)密和成果在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中被竊取，學(xué)校擔(dān)心教育數(shù)據(jù)被非法利用，企業(yè)與企業(yè)間、企業(yè)和學(xué)校之間都存在信任危機(jī)?！爱a(chǎn)教融合”制度要求中職學(xué)校和企業(yè)相互交流和配合，共同培育學(xué)生，因此，構(gòu)建存儲(chǔ)信用機(jī)制能解決在企業(yè)之間、企業(yè)和學(xué)校之間的信任問(wèn)題[2]。

（三）共識(shí)認(rèn)證需求

在中職學(xué)校學(xué)生擇業(yè)期間，部分企業(yè)有可能會(huì)質(zhì)疑學(xué)生展示的數(shù)字證書(shū)是否可靠，或質(zhì)疑該數(shù)字證書(shū)的社會(huì)認(rèn)可度。數(shù)字證書(shū)具備高社會(huì)認(rèn)可度的條件是被多數(shù)企業(yè)和學(xué)校共同認(rèn)可，數(shù)字證書(shū)的社會(huì)認(rèn)可度、規(guī)范化都有利于中職學(xué)校學(xué)生升學(xué)和擇業(yè)。因此，各類(lèi)職業(yè)院校、企業(yè)和教育部門(mén)有共識(shí)認(rèn)證數(shù)字證書(shū)的需求，需要構(gòu)建一種能連通彼此的存儲(chǔ)信用體系。

二、區(qū)塊鏈技術(shù)和中職教育需求的耦合分析

中職學(xué)校教育數(shù)據(jù)構(gòu)建存儲(chǔ)信用體系應(yīng)具有存儲(chǔ)需求、信任需求和共識(shí)認(rèn)證需求，對(duì)應(yīng)了區(qū)塊鏈技術(shù)安全存儲(chǔ)，節(jié)點(diǎn)相互信任和節(jié)點(diǎn)共識(shí)防偽防篡改特點(diǎn)。

區(qū)塊鏈采用了去中心化的分布式存儲(chǔ)技術(shù)，由區(qū)塊鏈上節(jié)點(diǎn)共同管理網(wǎng)絡(luò)[3]。一旦數(shù)據(jù)被上傳，整個(gè)區(qū)塊鏈系統(tǒng)會(huì)共同維護(hù)其安全，資源就不會(huì)被竊取和篡改。該特點(diǎn)滿(mǎn)足了中職存儲(chǔ)信用體系安全存儲(chǔ)的需求。

區(qū)塊鏈上數(shù)據(jù)的傳輸依賴(lài)密碼學(xué)中的非對(duì)稱(chēng)加密技術(shù)，區(qū)塊鏈系統(tǒng)會(huì)給用戶(hù)分配一對(duì)密鑰，包括公鑰和私鑰。當(dāng)用戶(hù)想要上傳數(shù)據(jù)時(shí)需要經(jīng)過(guò)其他多數(shù)節(jié)點(diǎn)的驗(yàn)證，待鏈上多數(shù)的剩余節(jié)點(diǎn)通過(guò)共識(shí)驗(yàn)證后，該請(qǐng)求才能順利完成，被上傳的數(shù)據(jù)資源將以區(qū)塊的形式被上傳到區(qū)塊鏈上，一旦區(qū)塊被記錄到鏈上，除查詢(xún)和使用外，幾乎不可再進(jìn)行刪改[4]。除了被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，節(jié)點(diǎn)其他數(shù)據(jù)一直處于加密狀態(tài)，該特點(diǎn)有效地解決了不同節(jié)點(diǎn)之間的信任問(wèn)題，滿(mǎn)足了中職存儲(chǔ)信用體系中節(jié)點(diǎn)相互信任的需求。

區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的上傳需要其他節(jié)點(diǎn)的共識(shí)認(rèn)證。數(shù)據(jù)發(fā)送方節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)會(huì)被區(qū)塊鏈發(fā)送到鏈上所有節(jié)點(diǎn)，只有區(qū)塊鏈上多數(shù)節(jié)點(diǎn)認(rèn)證過(guò)的數(shù)據(jù)才能被上傳到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)。待鏈上所有節(jié)點(diǎn)達(dá)成共識(shí)后，該交易數(shù)據(jù)就會(huì)被區(qū)塊鏈系統(tǒng)打包成塊，該數(shù)據(jù)塊就具備了全網(wǎng)的一致性和不可更改性[4]。區(qū)塊鏈共識(shí)認(rèn)證特性滿(mǎn)足了中職存儲(chǔ)信用體系證書(shū)的社會(huì)高度認(rèn)可需求。

存儲(chǔ)信用體系通過(guò)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)將職業(yè)院校和企業(yè)進(jìn)行可信任連接，真正做到了職業(yè)院校和企業(yè)共同培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的“產(chǎn)教融合”。存儲(chǔ)信用體系安全突破了空間限制，存儲(chǔ)了中職學(xué)校學(xué)生的教育數(shù)據(jù)，學(xué)習(xí)和企業(yè)可以隨時(shí)根據(jù)鏈上數(shù)據(jù)調(diào)整教學(xué)計(jì)劃，給學(xué)生進(jìn)行線上指導(dǎo)。區(qū)塊鏈技術(shù)與中職教育體系需求耦合圖如圖1所示。

三、中職學(xué)校區(qū)塊鏈存儲(chǔ)信用體系構(gòu)建

基于中職學(xué)校安全存儲(chǔ)學(xué)生教育數(shù)據(jù)、校企互相信任和共識(shí)認(rèn)證數(shù)字證書(shū)的需求，通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)設(shè)計(jì)了一個(gè)中職學(xué)校的存儲(chǔ)信用體系，該體系具備安全存儲(chǔ)教育數(shù)據(jù)、校企互相信任和共識(shí)頒發(fā)數(shù)字證書(shū)三個(gè)功能。該體系構(gòu)建了數(shù)字證書(shū)頒發(fā)和產(chǎn)教管理兩種區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，并設(shè)計(jì)了兩個(gè)智能合約來(lái)保證數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和認(rèn)證的自動(dòng)執(zhí)行。為了減少區(qū)塊鏈運(yùn)行成本，提高區(qū)塊鏈的運(yùn)行效率，將星際文件系統(tǒng)（IPFS）引入存儲(chǔ)信用體系。IPFS會(huì)識(shí)別被上傳教育數(shù)據(jù)的大小，將大小超過(guò)256k的數(shù)據(jù)進(jìn)行切分，并給每個(gè)切分后的小文件分配一個(gè)獨(dú)有的哈希值，區(qū)塊鏈上僅保存可尋址的分布式哈希表（DHT），這些小文件將被分散存儲(chǔ)到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)中[6]。區(qū)塊鏈存儲(chǔ)信用體系如圖2所示。

（一）功能設(shè)計(jì)

針對(duì)中職教育的三個(gè)需求，將通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)具備教育數(shù)據(jù)安全存儲(chǔ)功能、數(shù)字證書(shū)頒發(fā)和認(rèn)證功能及校企信任功能的存儲(chǔ)信用體系。

1.實(shí)時(shí)更新，教育數(shù)據(jù)的安全存儲(chǔ)功能。學(xué)習(xí)者在校和在企業(yè)的學(xué)習(xí)和生活會(huì)衍生大量結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的教育數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以由區(qū)塊鏈上的學(xué)習(xí)者和教育權(quán)威機(jī)構(gòu)兩類(lèi)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行上傳，被上傳的數(shù)據(jù)會(huì)形成一個(gè)個(gè)區(qū)塊，以鏈接的方式加入到區(qū)塊鏈中。被上傳的數(shù)據(jù)不可刪除、不可篡改，將永久地存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈中。

2.產(chǎn)教融合，校企相互信任功能。職業(yè)教育改革提出了“產(chǎn)教融合、校企雙元”的培養(yǎng)制度，需要職業(yè)院校和企業(yè)完成對(duì)學(xué)生的共同培養(yǎng)。區(qū)塊鏈的去中心化和非對(duì)稱(chēng)加密技術(shù)能夠建立中職學(xué)校和企業(yè)之間的信任，有利于構(gòu)建多元化的職業(yè)院校辦學(xué)機(jī)制，有利于培養(yǎng)“文化素質(zhì)+職業(yè)技能”兼?zhèn)涞募夹g(shù)技能人才。

3.1+X制度試點(diǎn)，數(shù)字證書(shū)的頒發(fā)、認(rèn)證和存儲(chǔ)功能。國(guó)家職業(yè)教育改革方案鼓勵(lì)職業(yè)院校學(xué)生在取得一個(gè)畢業(yè)證書(shū)的前提下，取得多個(gè)執(zhí)業(yè)等級(jí)證書(shū)，這些證書(shū)在網(wǎng)絡(luò)中都是以數(shù)字證書(shū)的形式存在。區(qū)塊鏈技術(shù)可以在鏈上所有節(jié)點(diǎn)共識(shí)的情況下頒發(fā)、認(rèn)證和存儲(chǔ)數(shù)字證書(shū)，可增加了數(shù)字證書(shū)的社會(huì)認(rèn)可度，有利于學(xué)生未來(lái)發(fā)展。

（二）節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

1. 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。中職學(xué)校的存儲(chǔ)信用體系中有學(xué)習(xí)者、職業(yè)院校和企業(yè)三類(lèi)角色，中職學(xué)校和企業(yè)共同對(duì)學(xué)習(xí)者進(jìn)行培養(yǎng)，二者都具備教育功能，在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上同屬于教育權(quán)威機(jī)構(gòu)節(jié)點(diǎn)。把區(qū)塊鏈上的節(jié)點(diǎn)設(shè)置為學(xué)習(xí)者和教育權(quán)威機(jī)構(gòu)兩類(lèi)。

（1）學(xué)習(xí)者。每一個(gè)學(xué)習(xí)者都有學(xué)號(hào)和身份證號(hào)等標(biāo)識(shí)信息，學(xué)習(xí)者使用標(biāo)志信息申請(qǐng)個(gè)人賬戶(hù)，作為節(jié)點(diǎn)加入?yún)^(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)。學(xué)習(xí)者可以使用網(wǎng)絡(luò)上的所有公開(kāi)資源，也可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的上傳。學(xué)習(xí)者完成某教育權(quán)威機(jī)構(gòu)的學(xué)習(xí)后，可以向相應(yīng)機(jī)構(gòu)申請(qǐng)數(shù)字證書(shū)。

（2）教育權(quán)威機(jī)構(gòu)。職業(yè)院校、學(xué)習(xí)者實(shí)習(xí)所在的企業(yè)單位和各類(lèi)職業(yè)技能證書(shū)發(fā)放機(jī)構(gòu)等能教給學(xué)習(xí)者知識(shí)和技能的機(jī)構(gòu)都屬于教育權(quán)威機(jī)構(gòu)。教育權(quán)威機(jī)構(gòu)有給學(xué)習(xí)者發(fā)放數(shù)字證書(shū)的義務(wù)，收到學(xué)習(xí)者發(fā)放數(shù)字證書(shū)的要求后，教育權(quán)威機(jī)構(gòu)在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中會(huì)回應(yīng)學(xué)習(xí)者申請(qǐng)，并給學(xué)習(xí)者發(fā)放具有永久時(shí)效的數(shù)字結(jié)業(yè)證書(shū)。

2. 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)共設(shè)計(jì)了兩種網(wǎng)絡(luò)，數(shù)字證書(shū)認(rèn)證網(wǎng)絡(luò)是完全去中心化的、分布式的公共區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，產(chǎn)教管理網(wǎng)絡(luò)是由不同教育權(quán)威機(jī)構(gòu)節(jié)點(diǎn)共同運(yùn)營(yíng)和管理的、部分去中心化的私有區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)。

（1）數(shù)字證書(shū)認(rèn)證網(wǎng)絡(luò)（CAN）。該網(wǎng)絡(luò)由區(qū)塊鏈系統(tǒng)中所有教育權(quán)威機(jī)構(gòu)節(jié)點(diǎn)共同組成。CAN上的所有節(jié)點(diǎn)都參與數(shù)字證書(shū)認(rèn)證公共區(qū)塊鏈的管理和分布式存儲(chǔ)。當(dāng)區(qū)塊鏈上任意教育節(jié)點(diǎn)想頒發(fā)新的數(shù)字證書(shū)時(shí)，證書(shū)的內(nèi)容將被廣播到CAN的所有教育節(jié)點(diǎn)，其他各教育節(jié)點(diǎn)將進(jìn)行共識(shí)驗(yàn)證。待該證書(shū)通過(guò)驗(yàn)證核實(shí)后，所對(duì)應(yīng)的教育權(quán)威機(jī)構(gòu)將簽發(fā)并加密該數(shù)字證書(shū)，數(shù)字證書(shū)被蓋上時(shí)間戳永久保存在公共區(qū)塊鏈上。

（2）產(chǎn)教管理網(wǎng)絡(luò)（EUN）。該網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)大型的動(dòng)態(tài)局域網(wǎng)絡(luò)，由多個(gè)私有區(qū)塊鏈組成的小網(wǎng)絡(luò)EUN-X組成，包含了學(xué)習(xí)者和教育權(quán)威機(jī)構(gòu)兩類(lèi)角色節(jié)點(diǎn)。EUN-X是產(chǎn)教管理網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)小分支，由一個(gè)教育權(quán)威機(jī)構(gòu)節(jié)點(diǎn)和所有參與實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)者節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，其中，教育權(quán)威機(jī)構(gòu)作為私有區(qū)塊鏈的中心節(jié)點(diǎn)，承擔(dān)了運(yùn)行和管理該網(wǎng)絡(luò)的責(zé)任。

（三）智能合約設(shè)計(jì)

針對(duì)存儲(chǔ)信用體系的三個(gè)需求設(shè)計(jì)了兩個(gè)智能合約，智能合約以自動(dòng)化的方式實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新和信息的共享[7]。智能合約設(shè)計(jì)如下。

1. 教育數(shù)據(jù)安全存儲(chǔ)智能合約。當(dāng)教育權(quán)威機(jī)構(gòu)或?qū)W習(xí)者在EUN-X上傳新資源時(shí)，首先要核實(shí)該節(jié)點(diǎn)上傳資源的原創(chuàng)性。智能合約被觸發(fā)并檢查EUN-X的私有區(qū)塊鏈中是否存在該資源的哈希摘要。如果檢測(cè)到系統(tǒng)中存在具有相同摘要和時(shí)間戳的區(qū)塊，則證明該資源非原創(chuàng)，系統(tǒng)將拒絕該節(jié)點(diǎn)的請(qǐng)求（如圖3所示）。該智能合約具體執(zhí)行步驟如下：

（1）當(dāng)有教育權(quán)威機(jī)構(gòu)想要上傳新的資源和數(shù)據(jù)時(shí)，模塊中的智能合約被觸發(fā)，資源的原創(chuàng)性將被驗(yàn)證。如果系統(tǒng)中不存在與該數(shù)據(jù)塊相似的區(qū)塊記錄，則判斷該資源為原創(chuàng)資源，否則，該節(jié)點(diǎn)的請(qǐng)求將被拒絕并駁回。

（2）原創(chuàng)核驗(yàn)通過(guò)后，區(qū)塊鏈系統(tǒng)通過(guò)加密算法為被上傳的新資源生成哈希摘要Hash，作者節(jié)點(diǎn)再對(duì)哈希摘要Hash進(jìn)行數(shù)字簽名。最后區(qū)塊鏈系統(tǒng)將加蓋數(shù)字簽名哈希摘要、時(shí)間戳和原始資源庫(kù)進(jìn)行打包操作，生成新的區(qū)塊。該區(qū)塊將永久記錄在EUN-X的私有區(qū)塊鏈中。

（3）EUN-X的私有區(qū)塊鏈會(huì)對(duì)新生成的區(qū)塊進(jìn)行更新，新上傳的資源信息會(huì)在原始資源庫(kù)中進(jìn)行同步，并發(fā)送到其他節(jié)點(diǎn)，沒(méi)有等到原創(chuàng)承認(rèn)的資源信息只能由作者本人保留，不能在系統(tǒng)中存儲(chǔ)和分享。

2. 數(shù)字證書(shū)頒發(fā)和存儲(chǔ)智能合約。該智能合約負(fù)責(zé)回應(yīng)學(xué)習(xí)者數(shù)字證書(shū)的申請(qǐng)，為學(xué)習(xí)者發(fā)放經(jīng)過(guò)共識(shí)認(rèn)證的數(shù)字證書(shū)。教育權(quán)威機(jī)構(gòu)對(duì)學(xué)習(xí)者提交的資料進(jìn)行審核后，會(huì)生成一份包括學(xué)習(xí)者姓名、證書(shū)發(fā)放機(jī)關(guān)、學(xué)習(xí)時(shí)間、課程名稱(chēng)等詳細(xì)信息的數(shù)字證書(shū)。該證書(shū)由發(fā)放機(jī)構(gòu)和學(xué)習(xí)者依次進(jìn)行數(shù)字簽名后，并永久安全存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈上（如圖4所示）該智能合約的具體執(zhí)行步驟如下：

（1）當(dāng)教育權(quán)威機(jī)構(gòu)收到學(xué)習(xí)者的數(shù)字證書(shū)申請(qǐng)時(shí)，首先在EUN-X的私有區(qū)塊鏈中檢查學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)記錄和上傳的學(xué)習(xí)成果是否真實(shí)。如果學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)記錄屬實(shí)并達(dá)到了該課程的結(jié)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，教育權(quán)威機(jī)構(gòu)會(huì)對(duì)數(shù)字證書(shū)進(jìn)行發(fā)放，區(qū)塊鏈系統(tǒng)為數(shù)字證書(shū)生成對(duì)應(yīng)的哈希值，否則，該學(xué)習(xí)者的認(rèn)證申請(qǐng)將會(huì)被拒絕。

（2）在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的密鑰生成器可以為不同角色節(jié)點(diǎn)在任何時(shí)候生成獨(dú)一無(wú)二的公鑰和私鑰。當(dāng)發(fā)放數(shù)字證書(shū)的第一步審核通過(guò)后，教育權(quán)威機(jī)構(gòu)生成的公鑰會(huì)在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中被公示。隨后，教育權(quán)威機(jī)構(gòu)使用私鑰對(duì)該數(shù)字證書(shū)的哈希值進(jìn)行首次加密（加密結(jié)果標(biāo)記為H1），同時(shí)完成頒發(fā)機(jī)關(guān)的數(shù)字簽名操作。此時(shí)初代有效證書(shū)生成。

（3）區(qū)塊鏈系統(tǒng)通過(guò)加密算法計(jì)算初代有效數(shù)字證書(shū)的哈希值，學(xué)習(xí)者用戶(hù)用區(qū)塊鏈系統(tǒng)生成的私鑰對(duì)進(jìn)行二次加密（加密結(jié)果標(biāo)記為H2），同時(shí)對(duì)初代有效證書(shū)完成二次數(shù)字簽名。最后，初代有效證書(shū)和雙方數(shù)字簽名構(gòu)成的最終數(shù)字證書(shū)區(qū)塊生成。具有雙重簽名的最終數(shù)字證書(shū)將在數(shù)字證書(shū)的區(qū)塊鏈上傳播，待其他節(jié)點(diǎn)完成共識(shí)認(rèn)證后，該數(shù)字證書(shū)將被永久存儲(chǔ)。

（四） 數(shù)據(jù)分布存儲(chǔ)設(shè)計(jì)

區(qū)塊鏈技術(shù)是一種去中心化的、開(kāi)放的賬本技術(shù)，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)塊由整個(gè)系統(tǒng)中具有維護(hù)功能的節(jié)點(diǎn)來(lái)共同維護(hù)，使區(qū)塊鏈的擴(kuò)展性受到限制，因此，區(qū)塊鏈上不適合大規(guī)模數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。而職業(yè)院校學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)和企業(yè)實(shí)習(xí)期間會(huì)衍生大規(guī)模教育數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)都需要通過(guò)區(qū)塊鏈存儲(chǔ)信用體系的智能合約進(jìn)行定期更新和存儲(chǔ)，因此需要在對(duì)教育數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)和細(xì)化的基礎(chǔ)上結(jié)合IPFS技術(shù)來(lái)提升區(qū)塊鏈存儲(chǔ)信用體系的擴(kuò)展容量并且降低運(yùn)行成本。

1. 數(shù)據(jù)的分類(lèi)和細(xì)化。職業(yè)教育國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中職業(yè)院校的辦學(xué)和培養(yǎng)要：“產(chǎn)教融合發(fā)展，校企雙元育人”，要求職業(yè)院校要在政府的統(tǒng)籌管理下，促進(jìn)企業(yè)產(chǎn)業(yè)和教學(xué)的深度融合合作，職業(yè)院校和企業(yè)要共同完成對(duì)中職學(xué)校學(xué)習(xí)者的職業(yè)培訓(xùn)[8]。中職學(xué)校學(xué)生會(huì)在職業(yè)院校和企業(yè)兩個(gè)場(chǎng)所產(chǎn)生不同類(lèi)型的教育數(shù)據(jù)：校內(nèi)成績(jī)數(shù)據(jù)、課堂記錄、校內(nèi)活動(dòng)數(shù)據(jù)和校內(nèi)情感數(shù)據(jù);企業(yè)培訓(xùn)數(shù)據(jù)、企業(yè)實(shí)踐數(shù)據(jù)和企業(yè)情感數(shù)據(jù)。三類(lèi)數(shù)據(jù)符合布魯姆掌握學(xué)習(xí)理論中的數(shù)據(jù)分類(lèi)，因此把中等職業(yè)院校的學(xué)生數(shù)據(jù)分為：認(rèn)知領(lǐng)域教育數(shù)據(jù)、動(dòng)作技能領(lǐng)域教育數(shù)據(jù)和情感領(lǐng)域教育數(shù)據(jù)[9]。

為了節(jié)約區(qū)塊鏈存儲(chǔ)和運(yùn)行成本，需要對(duì)三類(lèi)教育數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)位置上的細(xì)化。數(shù)字證書(shū)是存儲(chǔ)信用體系中一種獨(dú)特的教育數(shù)據(jù)，具有格式統(tǒng)一且占用內(nèi)存小等特性，它包括了中職學(xué)校學(xué)生的數(shù)字畢業(yè)證書(shū)、“1+X”制度下學(xué)習(xí)者獲得的多個(gè)職業(yè)技能數(shù)字證書(shū)以及學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)慕課課程獲得的數(shù)字證書(shū)等[7]。因此將認(rèn)知領(lǐng)域的教育數(shù)據(jù)分為數(shù)字證書(shū)數(shù)據(jù)和其他認(rèn)知數(shù)據(jù)兩類(lèi)，動(dòng)作技能領(lǐng)域數(shù)據(jù)和情感領(lǐng)域數(shù)據(jù)不變。細(xì)化后的數(shù)據(jù)分類(lèi)如表1所示。

2. 存儲(chǔ)設(shè)計(jì)。本文采用“區(qū)塊鏈+IPFS”的存儲(chǔ)模式。IPFS技術(shù)彌補(bǔ)了區(qū)塊鏈不適合存儲(chǔ)大規(guī)模數(shù)據(jù)的不足，僅將職業(yè)學(xué)校學(xué)生的數(shù)字證書(shū)存儲(chǔ)到區(qū)塊鏈上，而將除數(shù)字證書(shū)外的大容量教育數(shù)據(jù)通過(guò)IPFS進(jìn)行存儲(chǔ)。IPFS會(huì)自動(dòng)將大于256k的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行切分，被切分的文件被分散存儲(chǔ)到網(wǎng)絡(luò)各個(gè)節(jié)點(diǎn)中，切分文件的哈希值存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈上，DHT哈希表用于數(shù)據(jù)文件的尋址操作。IPFS存儲(chǔ)設(shè)計(jì)如圖5所示。

四、區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于中職存儲(chǔ)信用體系的思考

中職學(xué)校存儲(chǔ)信用體系是在教育現(xiàn)代化2.0的時(shí)代背景下，結(jié)合職業(yè)教育改革要求“建立校本數(shù)據(jù)中心，產(chǎn)教相互信任和配合”提出的。這一體系的建設(shè)不僅解決了當(dāng)前職業(yè)教育在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面的安全需求，緩解了職業(yè)院校和企業(yè)各自為政造成的人才培養(yǎng)目標(biāo)不一致及教育數(shù)據(jù)利用率低等問(wèn)題，還通過(guò)該體系的有效運(yùn)轉(zhuǎn)共識(shí)認(rèn)證了各種數(shù)字證書(shū)，提高了學(xué)生數(shù)字證書(shū)的社會(huì)公信力。

（一）與區(qū)塊鏈技術(shù)結(jié)合的存儲(chǔ)信用體系在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面具有更高的安全性

區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€(gè)去中心化的分布式賬本，保證數(shù)據(jù)的安全存儲(chǔ)是區(qū)塊鏈最基本的特性，數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)的驗(yàn)證才允許被上傳到區(qū)塊鏈上，且上傳后的數(shù)據(jù)不能刪除和修改，將永久安全存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈上，用戶(hù)可以通過(guò)“密鑰”公開(kāi)訪問(wèn)[10]。教育機(jī)構(gòu)必須保證學(xué)生教育數(shù)據(jù)流通和存儲(chǔ)的安全，基于區(qū)塊鏈的存儲(chǔ)信用體系的構(gòu)建提供了一個(gè)持久的公共記錄，有效杜絕了修改和丟失學(xué)生數(shù)據(jù)的現(xiàn)象。

（二）與區(qū)塊鏈技術(shù)結(jié)合的存儲(chǔ)信用體系在產(chǎn)教融合方面具備更強(qiáng)的可信任性

當(dāng)前產(chǎn)教融合制度發(fā)展勁頭不足的原因之一在于企業(yè)參與度不高。要想調(diào)動(dòng)企業(yè)參與產(chǎn)教融合的積極性，首先要保證企業(yè)的利益不受侵犯。區(qū)塊鏈技術(shù)具備安全存儲(chǔ)、共識(shí)認(rèn)證和數(shù)據(jù)可溯源的特性，給予了節(jié)點(diǎn)在數(shù)據(jù)交流時(shí)公共性和隱私性的雙重保障，能夠在節(jié)點(diǎn)之間建立信任。基于區(qū)塊鏈的存儲(chǔ)信用體系的構(gòu)建切實(shí)保護(hù)了企業(yè)的利益，能夠推動(dòng)產(chǎn)教融合制度的發(fā)展。

（三）與區(qū)塊鏈技術(shù)結(jié)合的存儲(chǔ)信用體系在數(shù)字證書(shū)管理方面具備更高的公信力

在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”時(shí)代，數(shù)字證書(shū)是一個(gè)學(xué)生某一學(xué)習(xí)成果的最好體現(xiàn)。但數(shù)字證書(shū)的真實(shí)性和公信力度還有待提高。區(qū)塊鏈的共識(shí)機(jī)制需要經(jīng)過(guò)鏈上所有節(jié)點(diǎn)的共識(shí)認(rèn)證，相當(dāng)于數(shù)字證書(shū)經(jīng)過(guò)了存儲(chǔ)信用體系中的所有學(xué)校、教育部門(mén)和企業(yè)的審核。基于區(qū)塊鏈的存儲(chǔ)信用體系的構(gòu)建共識(shí)認(rèn)證并安全存儲(chǔ)了學(xué)生的數(shù)字證書(shū)，既增加了數(shù)字證書(shū)的社會(huì)認(rèn)可度，還激勵(lì)了職業(yè)教育學(xué)生考取更多證書(shū)的動(dòng)機(jī)。

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收稿日期：2022-03-02

基金項(xiàng)目：河南省重點(diǎn)研發(fā)與推廣專(zhuān)項(xiàng)（科技攻關(guān)）“基于區(qū)塊鏈的圖像安全存證與認(rèn)證關(guān)鍵技術(shù)研究”（212102210413），河南省教師教育課程改革研究項(xiàng)目“基于深度知識(shí)追蹤的師范生信息素養(yǎng)評(píng)價(jià)與提升路徑研究”（2022-JSJYYB-003），河南省新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目“計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)專(zhuān)業(yè)人工智能人才培養(yǎng)機(jī)制探索與實(shí)踐”（2020JGLX017），河南師范大學(xué)教育科學(xué)研究基金資助項(xiàng)目“智慧教室環(huán)境下的師范生教學(xué)技能職前培養(yǎng)”（2018JK20）

作者簡(jiǎn)介：李名（1981- ），男，河南師范大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院副教授，博士，研究方向：多媒體安全、教育技術(shù)理論與應(yīng)用。