區(qū)塊鏈場景應(yīng)用探索與實(shí)踐

何牧?陳詩涵?楊靜

摘要：信息化時代下，區(qū)塊鏈技術(shù)的出現(xiàn)對人類社會發(fā)展有著非常重要的作用，而區(qū)塊鏈技術(shù)本身所具備的可追溯性、去中心化、加密以及防篡改等多種特征，使得該技術(shù)在眾多的領(lǐng)域當(dāng)中實(shí)現(xiàn)了快速的發(fā)展。因此本課題主要探討和分析區(qū)塊鏈技術(shù)在大學(xué)檔案管理當(dāng)中的應(yīng)用，并對區(qū)塊鏈技術(shù)在學(xué)生學(xué)歷、檔案管理、資格證書證明等應(yīng)用探索與實(shí)踐性進(jìn)行探討，以期能夠?yàn)榇髮W(xué)生檔案管理應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)提供幫助。

關(guān)鍵詞：信息化；區(qū)塊鏈技術(shù)；應(yīng)用；大學(xué)檔案管理

一、區(qū)塊鏈技術(shù)概述

（一）區(qū)塊鏈的組成與技術(shù)原理

區(qū)塊鏈技術(shù)屬于鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是信息化時代下的產(chǎn)物，對人類社會的發(fā)展產(chǎn)生了非常關(guān)鍵性的重要作用。該技術(shù)能夠在每一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)或者是塊上儲存交易的內(nèi)容和信息，在連接時采用各種密碼學(xué)的手段，保障所儲存的信息內(nèi)容具有較強(qiáng)的可行性和真實(shí)性，在此基礎(chǔ)上生成下一個節(jié)點(diǎn)和區(qū)塊。鏈接和區(qū)塊是構(gòu)成區(qū)塊鏈的關(guān)鍵性部分。在區(qū)塊當(dāng)中儲存時間戳、上一個區(qū)塊的哈希值、版本號、其他的描述信息、檔案數(shù)據(jù)信息和變動信息等。而鏈接則是將不同的區(qū)塊進(jìn)行聯(lián)系，能夠在區(qū)塊當(dāng)中的信息被證實(shí)合法且真實(shí)后，將不同的區(qū)塊進(jìn)行鏈接。區(qū)塊鏈能夠記錄所有產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)，而且會把這些數(shù)據(jù)存儲在節(jié)點(diǎn)上。

區(qū)塊鏈技術(shù)在傳輸數(shù)據(jù)、儲存數(shù)據(jù)等各方面的優(yōu)勢極為獨(dú)特，在防護(hù)、隱私安全上也發(fā)揮著積極的作用。運(yùn)用區(qū)塊鏈技術(shù)則可以構(gòu)建起分布式賬本，有效實(shí)現(xiàn)去中心化、可追溯性、開放性和匿名性，為大學(xué)生的學(xué)生檔案儲存產(chǎn)生積極影響，減少檔案被惡意修改的可能性，實(shí)現(xiàn)學(xué)生檔案的信息化。

（二）區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)

首先是分布式賬本。在整個區(qū)塊鏈中，各節(jié)點(diǎn)的賬本相同，所記錄的新的數(shù)據(jù)需要一半以上的節(jié)點(diǎn)對其產(chǎn)生認(rèn)可才能被記錄下來，同時也需要得到其他所有節(jié)點(diǎn)同意才能修改賬本。這樣一來可以有效增強(qiáng)正本當(dāng)中各項數(shù)據(jù)的安全性和可追溯性。其次是非對稱加密技術(shù)。該技術(shù)主要是運(yùn)用了私鑰和公鑰兩種文件相搭配的加密方法，通過運(yùn)用這樣的技術(shù)將密鑰文件在不同用戶之間的交換次數(shù)有效減少，避免出現(xiàn)密鑰丟失的問題。另外是智能合約。該技術(shù)有著防篡改和去中心化的特點(diǎn)，能夠保障合約的自動執(zhí)行?？偠灾瑓^(qū)塊鏈技術(shù)具有去中心化、安全性、匿名性以及開放性等多種特征，該項技術(shù)非常適用于信息化背景下大學(xué)生檔案的應(yīng)用。

二、區(qū)塊鏈應(yīng)用于大學(xué)生檔案管理的優(yōu)勢

（一）保證大學(xué)生檔案的真實(shí)性

大學(xué)生檔案信息化在應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)可以保證其形成背景、內(nèi)容以及邏輯結(jié)構(gòu)維持原始狀態(tài)。首先在收集檔案這一階段當(dāng)中，把區(qū)塊鏈和業(yè)務(wù)系統(tǒng)構(gòu)建連接，改造業(yè)務(wù)系統(tǒng)當(dāng)中對學(xué)生檔案的歸檔要求，將檔案當(dāng)中的元數(shù)據(jù)信息運(yùn)用區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行抓取，確保學(xué)生檔案在生成的所有過程具有可控性和真實(shí)性。其次在歸檔階段要對用戶的權(quán)限進(jìn)行驗(yàn)證，需要對用戶的權(quán)限進(jìn)行確認(rèn)，用戶只能在權(quán)限內(nèi)進(jìn)行相關(guān)操作，并記錄其操作的分享行為。最后在儲存檔案階段，要驗(yàn)證該檔案信息內(nèi)容的有效性。區(qū)塊鏈技術(shù)會對參與主體的身份進(jìn)行明確，而且運(yùn)用數(shù)字簽字技術(shù)將責(zé)任落實(shí)到個人。檔案內(nèi)容和信息的最終確認(rèn)需要由上傳用戶和檔案收集，用戶共同確認(rèn)，保障各環(huán)節(jié)避免出現(xiàn)惡意篡改和偽造檔案信息內(nèi)容的情況，進(jìn)而能夠有效地保證大學(xué)生檔案的真實(shí)性。

（二）解決檔案收集和鑒定難度大問題

大學(xué)生檔案的分布呈現(xiàn)出零散化的特征，這與區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化的特性同源，在區(qū)塊鏈的不同節(jié)點(diǎn)上都能夠開展學(xué)生檔案工作，而且其他的節(jié)點(diǎn)能夠?qū)n案信息內(nèi)容進(jìn)行瀏覽。采用這樣的信息化手段最大化將大學(xué)生檔案工作的參與門檻持續(xù)性降低，并把管理的成本進(jìn)行均攤，成功解決了大學(xué)生檔案在鑒定和收集方面的難度過大問題，還能有效將大學(xué)生檔案資源的豐富性進(jìn)行強(qiáng)化，提高大學(xué)生檔案的信息真實(shí)度和可靠性，推動大學(xué)生檔案信息化進(jìn)程。區(qū)塊鏈技術(shù)在管理學(xué)生檔案時可以強(qiáng)化學(xué)生檔案記錄的利用價值，學(xué)?？梢栽趨^(qū)塊鏈的節(jié)點(diǎn)上對學(xué)生的行為進(jìn)行甄別，企業(yè)也能夠?qū)W(xué)生的學(xué)歷信息等真實(shí)性進(jìn)行獲取，避免出現(xiàn)就業(yè)上的糾紛。

（三）檔案管理主體多元化

傳統(tǒng)的大學(xué)生檔案系統(tǒng)主要是由高校當(dāng)中的檔案主管部門進(jìn)行維護(hù)和開展有效的日常管理，區(qū)塊鏈技術(shù)的存在搭建了去中心化的平臺，使得各參與主體都能在區(qū)塊鏈的每個節(jié)點(diǎn)上參與到大學(xué)生檔案管理，使大學(xué)生檔案信息化程度增強(qiáng)。這樣一來不僅能夠促使大學(xué)生檔案管理的主體更加多元化和豐富化，同時也減少了檔案系統(tǒng)應(yīng)用的復(fù)雜程度，提高了檔案系統(tǒng)管理的實(shí)際效果和效率，推動了大學(xué)生檔案管理工作朝著自動化、智能化和信息化的方向不斷前進(jìn)。

三、區(qū)塊鏈在大學(xué)生檔案管理場景應(yīng)用與實(shí)踐設(shè)計

（一）區(qū)塊鏈上的主體定位

教育部門是大學(xué)生檔案區(qū)塊鏈的建立者，負(fù)責(zé)構(gòu)建區(qū)塊鏈，并認(rèn)證節(jié)點(diǎn)的加入。政府需要監(jiān)督在區(qū)塊鏈上的所有主體參與到學(xué)生檔案信息化管理工作所做出的行為，并規(guī)定操作規(guī)范，避免出現(xiàn)不必要的風(fēng)險和問題。而且還要引導(dǎo)其他的主體維護(hù)區(qū)塊鏈，一旦出現(xiàn)矛盾和糾紛時，政府要對這些爭議進(jìn)行解決。大學(xué)學(xué)生檔案填報人員則需要對學(xué)生在校期間上傳檔案信息內(nèi)容、記錄學(xué)生行為進(jìn)行負(fù)責(zé)，主要包括學(xué)歷認(rèn)證、教育培訓(xùn)情況、獎懲情況、論文情況、求職信息、教師評語以及黨團(tuán)材料等內(nèi)容。高校檔案主管部門需要確認(rèn)檔案填報人員所填報的各項信息內(nèi)容，保障學(xué)生檔案的可靠性和真實(shí)性。培訓(xùn)機(jī)構(gòu)需要把學(xué)生除學(xué)校之外參與的各項培訓(xùn)活動如實(shí)在鏈上進(jìn)行記錄，這些記錄包括具體的時間、內(nèi)容以及取得的成果信息，確保整個數(shù)據(jù)的有效性。用人單位都可以應(yīng)用這些區(qū)塊鏈的信息，利用自己的權(quán)限能夠?qū)W(xué)生的檔案信息內(nèi)容進(jìn)行查詢，以提高用人單位對學(xué)生信息進(jìn)行有效甄別。

（二）基于區(qū)塊鏈的大學(xué)生檔案管理體系建構(gòu)

數(shù)據(jù)層主要是對系統(tǒng)各級用戶信息和檔案內(nèi)容信息進(jìn)行儲存，確保這些信息內(nèi)容的安全性和真實(shí)性。數(shù)據(jù)層儲存各類信息主要運(yùn)用的是行列式結(jié)構(gòu)，而且配備了非對稱加密技術(shù)和哈希函數(shù)技術(shù)，使得整個數(shù)據(jù)具有較強(qiáng)的可靠性和真實(shí)性，避免出現(xiàn)大學(xué)生檔案內(nèi)容信息被惡意篡改的情況。

網(wǎng)絡(luò)層其主要是保障大學(xué)生檔案信息化系統(tǒng)當(dāng)中不同節(jié)點(diǎn)進(jìn)行有效溝通和聯(lián)系。該層面主要采用了點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在各節(jié)點(diǎn)上通過構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的方式來進(jìn)行有效溝通，并運(yùn)用去中心化的特征來維護(hù)區(qū)塊鏈上的信息流通。而且在區(qū)塊鏈上的不同節(jié)點(diǎn)都具備接收信息和發(fā)送信息的功能。一旦構(gòu)建新的檔案區(qū)塊后，其他的節(jié)點(diǎn)會通過網(wǎng)絡(luò)來獲取驗(yàn)證信息，只有當(dāng)51%以上的節(jié)點(diǎn)加入驗(yàn)證信息通過之后，才能把該檔案區(qū)塊納入到整個區(qū)塊鏈條當(dāng)中。

激勵層主要分為負(fù)激勵和正激勵，對區(qū)塊鏈上各節(jié)點(diǎn)搭建、維護(hù)以及檔案信息內(nèi)容產(chǎn)生積極作用和貢獻(xiàn)的用戶未給予正向激勵，例如提供報酬、增加共識量以及給予更多權(quán)限等。而對于出現(xiàn)違法的區(qū)塊鏈上大學(xué)生檔案應(yīng)用合約時，要給予負(fù)激勵，例如將用戶的行為進(jìn)行限制、回收相關(guān)權(quán)限，若是造成嚴(yán)重后果和不良影響的用戶要剔除其在區(qū)塊鏈當(dāng)中的作用。激勵層的存在可以對用戶的行為實(shí)現(xiàn)有效約束，可以提高區(qū)塊鏈的應(yīng)用技術(shù)效率和效果。

共識層主要包含了有關(guān)于大學(xué)生檔案信息化在區(qū)塊鏈上各種共識機(jī)制的具體算法。區(qū)塊鏈技術(shù)當(dāng)中的核心部分就是共識層，能夠規(guī)定節(jié)點(diǎn)或區(qū)塊記錄檔案數(shù)據(jù)權(quán)限，保證最終生成的大學(xué)生檔案數(shù)據(jù)信息內(nèi)容具有真實(shí)性和可靠性。

合約層當(dāng)中主要涉及了智能合約、完整代碼、腳本以及算法等。大學(xué)生檔案系統(tǒng)當(dāng)中當(dāng)出現(xiàn)寫入和讀取檔案信息請求時，合約層當(dāng)中的部分代碼就會發(fā)生變動，用戶能夠通過預(yù)設(shè)的執(zhí)行程序來讀寫大學(xué)生檔案信息內(nèi)容，這樣的方式可以有效地降低信任成本。

應(yīng)用層主要包括大學(xué)生檔案的可視化界面、回收與授予操作權(quán)限、檢索檔案信息內(nèi)容、加密和解密大學(xué)生檔案信息以及驗(yàn)證用戶的身份信息等多項系統(tǒng)功能。

（三）基于區(qū)塊鏈技術(shù)的大學(xué)生檔案管理的應(yīng)用場景實(shí)現(xiàn)過程

首先要對區(qū)塊鏈上的各成員進(jìn)行確定。其中成員應(yīng)當(dāng)包括高校學(xué)生檔案主管部門、檔案填報負(fù)責(zé)人員、政府、用人單位、教育主管部門等，主節(jié)點(diǎn)為教育部門。其次要把區(qū)塊鏈上具體要儲存的數(shù)據(jù)內(nèi)容規(guī)定，數(shù)據(jù)內(nèi)容包括大學(xué)生在校期間的論文情況、求職簡歷、教育培訓(xùn)情況、成績單、教師對學(xué)生的評語、學(xué)歷認(rèn)證以及黨團(tuán)材料等。另外要設(shè)置學(xué)生信息化檔案的利用范圍和保密的期限。區(qū)塊鏈上的各主體對信息進(jìn)行調(diào)用和查看之前，需要向教育主管部門申請使用權(quán)限和查看權(quán)限。大學(xué)生檔案主管部門和填報人員要實(shí)時上傳學(xué)生的日常表現(xiàn)情況和信息，并保證這些信息內(nèi)容的可追溯性和真實(shí)性。政府和教育部門需要制定具體的區(qū)塊鏈上學(xué)生檔案的應(yīng)用規(guī)則和流程，同時要求各主體進(jìn)行簽名認(rèn)證，構(gòu)建智能合約。在合約當(dāng)中對學(xué)生檔案的審核權(quán)限、解密時間、查看申請等進(jìn)行自動認(rèn)證和生成。最后，需要由教育主管部門對區(qū)塊鏈上的各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行授予權(quán)限，保障各主體可以調(diào)用區(qū)塊鏈上的儲存信息內(nèi)容。

（四）規(guī)范區(qū)塊鏈對大學(xué)生檔案全過程管理

1.大學(xué)生檔案電子文件的形成收集

某節(jié)點(diǎn)在上傳大學(xué)生信息化檔案電子文件時會向系統(tǒng)發(fā)出請求，并將該請求轉(zhuǎn)向至其他擁有權(quán)限的節(jié)點(diǎn)處，要求能夠在規(guī)定時間內(nèi)處理該節(jié)點(diǎn)的請求，可以將電子文件的真實(shí)性有效驗(yàn)證。其他的區(qū)塊對于該請求可以提出同意或不同意，一旦出現(xiàn)響應(yīng)超時的情況，則視為不同意。當(dāng)出現(xiàn)51%以上的節(jié)點(diǎn)對該請求表示同意時，系統(tǒng)會對電子文件的真實(shí)性進(jìn)行認(rèn)證，并要求管理將該文件納入到系統(tǒng)當(dāng)中，更新儲存的數(shù)據(jù)內(nèi)容；而當(dāng)51%以上的節(jié)點(diǎn)對該請求沒有表示同意時，系統(tǒng)會認(rèn)定該請求無效，并對該請求進(jìn)行駁回。一旦某節(jié)點(diǎn)的上傳請求出現(xiàn)多次駁回的情況時，系統(tǒng)會對該用戶實(shí)現(xiàn)標(biāo)記，并向系統(tǒng)監(jiān)督者進(jìn)行反饋，將激勵層當(dāng)中的相關(guān)處理機(jī)制進(jìn)行激活，查明情況并對原因進(jìn)行核實(shí)。

2.維護(hù)與管理大學(xué)生信息化檔案

放置在區(qū)塊鏈當(dāng)中的檔案信息內(nèi)容會隨著時間的推移可能會發(fā)生較大的變化，這也就要求系統(tǒng)管理者根據(jù)實(shí)際情況對大學(xué)生檔案信息內(nèi)容進(jìn)行修改。包括添加新的信息內(nèi)容、刪除舊的內(nèi)容以及修改不恰當(dāng)?shù)膬?nèi)容等。當(dāng)管理員修改檔案內(nèi)容時，系統(tǒng)會預(yù)先對原檔案進(jìn)行自動判斷，當(dāng)檔案不存在時，會把這一結(jié)果向管理員進(jìn)行反饋；而所要修改的檔案存在時，就會在區(qū)塊鏈上公布原檔案信息和具體的變動信息內(nèi)容，需要由其他的用戶對該節(jié)點(diǎn)進(jìn)行確認(rèn)，對該信息內(nèi)容進(jìn)行修改也需要一半以上的用戶節(jié)點(diǎn)進(jìn)行確認(rèn)。在區(qū)塊鏈當(dāng)中需要記錄該操作日志，并重新構(gòu)建新的區(qū)塊，對修改過后的大學(xué)生檔案信息內(nèi)容進(jìn)行儲存，還要把未改動的檔案信息內(nèi)容共同儲存在區(qū)塊鏈中，對后續(xù)信息內(nèi)容的追溯提供便利性。

3.檢索和運(yùn)用大學(xué)生信息化檔案

在運(yùn)用大學(xué)生檔案方面。當(dāng)用戶需要對電子檔案內(nèi)容進(jìn)行查閱時，系統(tǒng)會對用戶的權(quán)限進(jìn)行分析，當(dāng)信息化檔案的密級低于用戶權(quán)限時，怎能對用戶請求實(shí)現(xiàn)自動允許，并記錄查詢的行為。而當(dāng)檔案密級高于用戶的權(quán)限時，必須要有相應(yīng)的管理者進(jìn)行審批，就當(dāng)超過規(guī)定數(shù)量的管理者共同同意后，才能允許該用戶對大學(xué)生信息化檔案進(jìn)行查閱，查閱的行為也會記錄在鏈上。同時要加密該檔案，才能將大學(xué)生信息化檔案傳送給該用戶，避免出現(xiàn)大學(xué)生檔案的濫用或竊取。

四、區(qū)塊鏈在大學(xué)生檔案管理的應(yīng)用與實(shí)踐需要注意的問題

首先要保障鏈上信息的真實(shí)可靠。區(qū)塊鏈所搭建的學(xué)生信息化檔案管理平臺要求各主體都要參與到學(xué)生檔案管理當(dāng)中，生成大學(xué)生檔案時需要各主體共同簽名構(gòu)建數(shù)字證書，保證檔案當(dāng)中的內(nèi)容和用戶信息的一致性，確保大學(xué)生檔案的信息內(nèi)容符合規(guī)范且真實(shí)。其次使用教育主管部門與政府雙重驗(yàn)證模式。政府和教育主管部門是區(qū)塊鏈上的兩大重要節(jié)點(diǎn)，因此可以對學(xué)生檔案信息進(jìn)行確認(rèn)，達(dá)成共識之后，再鏈上記錄學(xué)生的信息化檔案。既能夠提高大學(xué)生檔案信息內(nèi)容的可信度，也能夠強(qiáng)化大學(xué)生檔案記錄的規(guī)范性。另外要應(yīng)用和設(shè)計智能合約。智能合約上的各項內(nèi)容需要所有的主體在鏈上共同認(rèn)證和簽名，只有這樣才能使系統(tǒng)滿足條件后自動觸發(fā)合約并執(zhí)行。在智能合約當(dāng)中可以寫入權(quán)限審批、解密時間、合約有效性、使用權(quán)限以及適用具體范圍，將審批的流程和時間持續(xù)性的縮短，穩(wěn)定大學(xué)生檔案應(yīng)用效果，便捷化應(yīng)用和管理大學(xué)生檔案信息內(nèi)容。最后要確保合法合規(guī)應(yīng)用大學(xué)生的檔案信息內(nèi)容。區(qū)塊鏈上所涉及的主體眾多，部分主體對大學(xué)生信息化檔案進(jìn)行查看和調(diào)用時必須要設(shè)置相應(yīng)的權(quán)限。教育主管部門和政府對大學(xué)生的檔案擁有最高權(quán)限，能夠?qū)Υ髮W(xué)生的檔案信息內(nèi)容進(jìn)行查詢、調(diào)動和閱讀，并根據(jù)不同主體的權(quán)限來開放大學(xué)生檔案信息內(nèi)容查閱的限度和公開的范圍，保證這些檔案信息內(nèi)容不會被惡意篡改或者盜用。

五、結(jié)束語

區(qū)塊鏈技術(shù)本身所具有的去中心化、安全性、匿名性以及開放性等多種特質(zhì)，使其能夠應(yīng)用在大學(xué)生信息化檔案內(nèi)容管理上，這在一定程度上可以將大學(xué)生檔案信息管理的信息化水準(zhǔn)提升，同時避免出現(xiàn)大學(xué)生檔案信息內(nèi)容被惡意篡改的情況，保障整個大學(xué)生檔案信息內(nèi)容的真實(shí)性和可靠性。而且教育部門和政府共同主導(dǎo)區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于大學(xué)生信息化檔案，這也使得檔案的利用價值得到提升。其他高校或者是用人單位可以在獲取權(quán)限后，對大學(xué)生的檔案進(jìn)行查詢，對大學(xué)生畢業(yè)后的就業(yè)產(chǎn)生了積極影響。總的來說，區(qū)塊鏈技術(shù)避免了大學(xué)生檔案的篡改和信息丟失的可能性，幫助構(gòu)建新的大學(xué)生檔案管理機(jī)制和體系，使大學(xué)生檔案信息化管理領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了創(chuàng)新發(fā)展。

作者單位：何牧 陳詩涵 楊靜 揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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2022年度揚(yáng)州市社科研究重點(diǎn)課題 網(wǎng)信專項 揚(yáng)社聯(lián)（2022）25號。

何牧（1985.01-），男，漢族，江蘇揚(yáng)州，本科，講師，研究方向：體育教育籃球?qū)I(yè)。