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(duì)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(shí)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(dòng)計(jì)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(jìn)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(jìn)一步推進(jìn)社區(qū)教育發(fā)展的意見》中也指出：“要推進(jìn)社區(qū)教育學(xué)習(xí)成果積累轉(zhuǎn)換，探索建立居民個(gè)人學(xué)習(xí)賬號(hào)，開發(fā)、研制具有學(xué)時(shí)記載等功能的社區(qū)學(xué)習(xí)卡，記錄學(xué)習(xí)者注冊(cè)報(bào)名、培訓(xùn)考勤、線上線下學(xué)習(xí)學(xué)時(shí)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(huì)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(diǎn)，具有時(shí)間、空間上學(xué)習(xí)便利的優(yōu)勢(shì)。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(shí)代的來臨，順應(yīng)信息化社會(huì)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(shì)。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(duì)于安全性要求較高等特點(diǎn)，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(diǎn)，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(jìn)成果轉(zhuǎn)化，將有助于推動(dòng)我國社區(qū)教育的進(jìn)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(shí)算法生成數(shù)據(jù)，通過P2P傳輸數(shù)據(jù)，依靠自動(dòng)化腳本或智能合約實(shí)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(hù)以及業(yè)務(wù)智能驅(qū)動(dòng)等特點(diǎn)。

目前，區(qū)塊鏈技術(shù)已經(jīng)從單純的技術(shù)研究進(jìn)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(dòng)機(jī)激勵(lì)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(shí)性和安全性。

1.2 智能合約概述

區(qū)塊鏈利用智能合約進(jìn)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(jì)算和存儲(chǔ)范式[4]。

智能合約就是用計(jì)算機(jī)語言取代了法律語言記錄條款并由程序自動(dòng)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(diǎn)。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(gè)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(jìn)行合約驗(yàn)證及形成智能合約代碼。詳細(xì)過程為：各合約參與方進(jìn)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(yàn)證后形成智能合約代碼。

智能合約發(fā)布主要包括測(cè)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(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過將收到的合約存儲(chǔ)在內(nèi)存中等待共識(shí)。

智能合約執(zhí)行是需要預(yù)置觸發(fā)情況進(jìn)行觸發(fā)的，驗(yàn)證通過的合約經(jīng)過共識(shí)后會(huì)自動(dòng)執(zhí)行，整個(gè)合約的處理過程均由系統(tǒng)自動(dòng)完成，避免了人為干預(yù)，從而實(shí)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(jì)

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(gè)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(jī)進(jìn)行登錄；應(yīng)用層則包括四個(gè)模塊，分別是證書管理、智能合約、統(tǒng)計(jì)分析、交流中心，每個(gè)模塊均包含諸多的功能，其中證書管理可對(duì)數(shù)字化學(xué)習(xí)證明憑證進(jìn)行發(fā)放和管理，智能合約可自動(dòng)完成社區(qū)教育學(xué)習(xí)成果的存入和核驗(yàn)功能，統(tǒng)計(jì)分析則為用戶提供學(xué)習(xí)成果的查詢、統(tǒng)計(jì)、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(gè)部分，邏輯層負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)成果數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，數(shù)據(jù)層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的訪問及存儲(chǔ)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(kuò)大，同時(shí)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(gè)全國性質(zhì)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)囊括社區(qū)教育的全部細(xì)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(jī)構(gòu)可以以聯(lián)盟形式進(jìn)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(dá)成社區(qū)教育學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)存儲(chǔ)共識(shí)，各社區(qū)教育機(jī)構(gòu)通過溝通發(fā)布智能合約，以將達(dá)成的共識(shí)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(dòng)化將社區(qū)教育學(xué)習(xí)成果存儲(chǔ)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(jìn)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(shí)通過個(gè)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(shí)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(diǎn)，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(píng)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(duì)于信息的安全可靠性要求也相對(duì)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(jī)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(dòng)發(fā)放數(shù)字化學(xué)習(xí)證明憑證，學(xué)習(xí)者可隨時(shí)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(jī)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(shí)，經(jīng)學(xué)習(xí)者授權(quán)后，被授權(quán)的教育機(jī)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(jī)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(gè)人隱私的基礎(chǔ)上實(shí)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(jī)構(gòu)需要經(jīng)常性的進(jìn)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(huì)各種機(jī)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(jī)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(jī)構(gòu)可直接進(jìn)行溝通，在存儲(chǔ)學(xué)習(xí)成果的基礎(chǔ)上進(jìn)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(shí)，但是對(duì)于具體的政策規(guī)定，教育機(jī)構(gòu)可以根據(jù)自身需求選擇是否執(zhí)行，這也是教育機(jī)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(jì)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(shí)現(xiàn)了社區(qū)教育學(xué)習(xí)成果跨空間、跨時(shí)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(dòng)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(dòng)機(jī)，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(jìn)社區(qū)教育價(jià)值的提升，以推動(dòng)我國社區(qū)教育的進(jìn)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。