區塊鏈技術在教育領域應用的SWOT分析*

王夢豪 曹 蕾

（西華師范大學 教育學院，四川 南充 637000）

一、引言

隨著“比特幣”價值的不斷攀升，基于其底層的區塊鏈技術也逐漸被市場和資本重視起來，與之相關的應用開始快速發展?！陡２妓埂飞虡I雜志對區塊鏈進行了相關評價，將區塊鏈定義為“通過新的技術方式來使人類生活方式進行巨大改變的互聯網技術”。除此以外，區塊鏈技術不僅僅局限在金融服務行業，其去透明化、不可篡改等特征也適應于教育教學領域中的學信認證體制、管理、產學合作等方面，未來將會對教育領域的發展產生重要的價值和意義。

在傳統教學環境下，教育機構在教育教學過程中對學習者活動的管理與取得的成果進行認證核查等方面，并沒有形成完善的體系與規則，甚至沒有引起教育機構的重視。由于驗證方式傳統且過于繁瑣，又缺乏相關的資源和能力，使得教育機構一直無法實時更新或驗證學習者知識技能的掌握程度，也難以去證實學習者成績的真實性。一些教育工作者在對這個問題進行研究探索的過程中發現，去中心、去信任、無法篡改等特點的區塊鏈技術能夠彌補教育教學過程中存在的問題和缺陷。將區塊鏈技術與教育相結合進而解決教育教學工作中的難題，經過相應的分析與討論，提出了一些運用區塊鏈技術來輔助在教育教學。對其現有的模式進行了改良，以此來滿足時代的發展和學習者個性化學習的需求。

為此，文章從區塊鏈技術的原理、核心技術進行介紹，對區塊鏈技術在教育領域的應用進行SWOT分析，并對研究做出總結和概括。通過對區塊鏈技術在教育領域應用的分析，希望廣大教育工作者了解和認識區塊鏈，共同努力探索和研究，以更加積極、開放的態度來擁抱區塊鏈技術。

二、區塊鏈技術概述

（一）區塊鏈的概念

作為比特幣底層技術的區塊鏈來說，是利用分布式賬本技術和共識算法重新構造一種去中心化的分布式網絡數據庫。如圖1所示，根據密碼學的運算原理產生數據區塊，按照時間的順序進行疊加生成數據鏈條，并且每個節點都擁有這條數據鏈的拷貝，這極大地降低了錯誤數據鏈條出現的可能性。由于信息的公開使得共享賬本的透明性很高，任一節點的監察者或是獨立的第三方都可以通過相應的數字密鑰和簽名來核查數據記錄中區塊信息的真偽性，以確信數據庫內容有沒有被篡改或維護這個共享賬本。這樣保證了賬本信息的準確性，防止了惡意篡改賬本信息的行為，使這個公共維護的交易賬本成為所有參與者可以信任的工具。

圖1 區塊鏈的運作機制示意圖

（二）區塊鏈核心技術

任何一項技術的產生都是以其他技術作為支撐，區塊鏈技術也同樣如此。其核心技術為以下幾類：分布式賬本技術、非對稱加密算法、共識機制以及可編程的智能合約。

1.分布式賬本技術

分布式賬本技術使得在區塊鏈上的每個節點都是相對獨立，網絡權利平等且擁有完整的數據賬本副本。節點與節點之間在進行交易與記賬時可以監督和驗證信息的正確性和真實性。單獨節點被人控制或者出現故障對數據的篡改都無法影響到整個賬本記錄信息。如圖2可知，在教育教學中應用分布式賬本技術可以對學習者進行更好教育存證，防止學歷造假、論文抄襲、簡歷虛構等情況的發生。

圖2 中心化記賬和分布式記賬對比圖

2.非對稱加密算法

區塊鏈技術運用非對稱加密算法來進行控制存儲信息的訪問權限。公開密鑰和私有密鑰同時產生，公開密鑰是可以對區塊鏈中其他節點進行公開發布，而私有密鑰需要在數據擁有者的授權下才能進行信息的訪問。如圖3所示，發送方A通過使用B的公開密鑰來加密所要發送的信息，接收方B使用私有密鑰來解密接收到的加密內容。通過公開密鑰、私有密鑰這種非對稱加密算法來搭建相互節點之間的信任。非對稱加密算法為教育教學中產權交易提供相應的技術報賬，確保版權交易雙方的權益受到更好的保障。

圖3 非對稱加密、解密過程圖

3.共識機制

共識機制是區塊鏈技術的靈魂，也是區塊鏈技術的核心。通過共識機制來維系區塊鏈的正常運作和發展。共識機制的目標是使系統中所有的節點都存儲著系統中交易賬本的完整副本。將學習者信用體系、歷史數據按照響應的共識機制進行上鏈，保證學習者的信息的完整性和真實性，打破傳統信息不對稱的現狀，為產學合作提供有效的支撐。

4.智能合約

智能合約是建立在那些不可篡改的數據基礎上，在數據進行傳送交易的時候自動執行預先設定好的規則和程序，如圖4所示。在教育教學中設定一定的智能合約，當學習者達到預置響應條件時候，自動執行響應規則，從而在產學合作方面有了更好的考證標準和依據，

圖4 區塊鏈技術智能合約模型圖

（三）區塊鏈技術應用場景

區塊鏈技術的發展并不會直接對生產力形成大幅提升，而是對于生產關系給予重構，以解決目前中心化網絡和組織形式所帶來的資源壟斷、交易雙方信息的不對稱、過程不公開、網絡內價值交易的誠信度需中央節點予以維護等問題。如圖5所示，科研機構、科技金融公司、互聯網企業等也紛紛涉足于區塊鏈領域，涉及金融服務、醫療健康、IP版權、文化娛樂、慈善公益等方面。

圖5 區塊鏈應用場景概覽圖

區塊鏈技術的廣泛應用價值更是得到了世界各國政府的高度重視，中國在《“十三五”國家信息化規劃》中，明確提出要加強與區塊鏈等新興技術相關的基礎研發和科研工作，提前布局區塊鏈技術在各個領域的應用發展。新媒體聯盟發布的《2019年地平線報告》（高等教育版）中將區塊鏈作為面向高等教育的重要教育技術進展之一。

因此，教育行業更應該提前布局、積極合作，加強對區塊鏈技術的創新、試驗和應用。將區塊鏈技術與教育教學相結合，共同努力探索和研究，以更加積極、開放的態度來擁抱區塊鏈技術。

三、區塊鏈技術在教育教學領域應用的優勢

在傳統教育教學方式下，教育者需要依靠以學校為代表的中心教育機構來對學習者進行教學以實現教學目標。學習者極大的受限于這種中心化的教學機構，學習者、教育機構、用人單位進行對接時，學歷造假、論文抄襲、簡歷虛構等等情況經常發生，學術領域一些教育者的知識產權糾紛更是家常便飯，政府、企業、學校等不僅無法獲得學習者完整的信息，而且對已有信息又不能保障其真實性。學習者信用體系不夠完整、歷史數據信息不夠完善、學習數據維度有限……這一系列問題使得學習者無法行使應有權利享受應有服務。

區塊鏈技術的去中心化、開放性、可靠性和不可篡改等特征，可以有效的彌補傳統教學的不足并進行優化提升。主要體現在以下方面：

（一）教育存證方面

以區塊鏈作為底層技術搭建一個去中心化的學信數據平臺，使得使用者在教育過程中的活動、結果都被完整記錄保存在這個平臺上，讓使用者成為數據的創造者和管理者。這些數據對于全網是公開且不受限于地域、時間等因素影響。使用者通過私鑰對學歷、證書、知識產權等數據進行簽名標注，然后對這些數據本身進行簽名標注。通過哈希函數所產生的哈希值可以用來證實數據內容是否進行過篡改。再通過使用者的私鑰創建一條數字記錄，通過這條數字記錄可以保證個人信息與這些數據是否吻合。教育機構、認證機構等可以通過自己的私鑰來標注另一份具有完整的數據記錄信息的數字證書，也依靠哈希函數將產生的哈希值放入區塊鏈中。使用者雖然無法修改數據，但是可以將數字證書的密鑰發放給需求方，以此來控制個人信息和數據。每一次的發放與查詢都會通過區塊鏈系統的智能合約進行多重簽名校驗以防止惡意查詢。

（二）產學合作方面

教育就業是社會文化傳播的窗口，需要學習者、教育機構、企事業單位三家進行無縫銜接，才能實現多贏。學習者的個人信息都可以在學信數據平臺上面進行查詢與驗證，拓寬了學習者獲得教育評價的途徑，使得學習者和教育機構能夠根據用人單位的技能需求、市場趨勢來進行學習和培養，打破傳統信息不對稱的現狀，培養社會所需要的人才。

用人單位也可以根據應聘者給的數字證書的密鑰來驗證其求職者的信息是否真實，并且可以獲得求職者詳細且真實可信的個人信息。企業的人力資源部門不用投入大量的精力和雇用專門的機構來核實求職者的簡歷，促使企業雇傭人才的成本大大降低。通過區塊鏈技術有效的促進了學習者、教育機構、用人單位之間的合作達到共贏。

四、區塊鏈技術在教育教學領域應用的劣勢

沒有任何一種新興的技術是完美的，區塊鏈技術也像其他新興技術一樣，存在著特定的缺點。也正是由于區塊鏈技術的去中心化、去信任、集體維護、可靠數據庫、開源、隱私保護等其特有的優勢，使得區塊鏈技術在教育領域應用的過程中受到質問和懷疑。著名教育作家Audrey Watters認為，如果將區塊鏈技術應用于教育領域除其技術本身所具備的技術不成熟、靈活性不高等特點，個人隱私問題可能會受到極大的挑戰。

（一）個人信息不可篡改及撤銷

正是由于區塊鏈技術的不可篡改和撤銷導致學習者的學習記錄只能增加不可修改，一旦學習者犯下任何過錯，其錯誤將會伴隨一生。這主要體現在：如果學習者的信息出錯且沒有及時發現并進行更改，這會直接造成永久錯誤且無法進行信息修改。更甚至密鑰一旦失落、系統損壞等情況發生，那么個人信息或資料將會永久丟失，現在的技術和手段也無法進行彌補和恢復。

（二）學習記錄的所有權及隱私權保護問題

區塊鏈系統上交易賬本的公開使得每個節點都有一份完整的賬本信息，賬本上的信息和記錄都可以追溯其源頭。這主要體現在：學習者僅僅是學習記錄的創造者和擁有者，但其記錄的信息卻是透明公開的。如果獲知學習者的賬戶，那就可以查詢他所有的數據信息，無隱私可言。

（三）系統性能有待提高

每條學習記錄的產生不僅受到網絡傳輸等條件的影響，還要被系統網絡上大多數節點收到這條記錄后等到下一個記賬周期才可正式被記錄。隨著學習時間的增長，學習記錄越來越多，使得每天記錄的產生都需要追溯歷史的每條記錄來進行驗證。這主要體現在：如果是第一次使用進行操作，那么必須要將歷史上所有賬本信息存儲下來以后才能開始工作。當一條記錄被兩個或者兩個以上的節點競爭到記賬權利時，就會產生相應數量的分支。等到下一次的記賬周期，最長的分支才為有效。

五、區塊鏈技術在教育教學領域應用的機會

隨著區塊鏈技術的火爆，科研機構、科技金融公司、互聯網企業等也紛紛涉足于區塊鏈領域，并已經在金融、公正、資產管理等領域取得顯著成果。區塊鏈技術的應用價值更是得到了各國政府的高度關注。

（一）國家政策支持區塊鏈技術的發展和應用

美國、歐洲、日本等國已經認識到區塊鏈技術在公共服務和社會機制優化上存在著巨大的應用前景，目前已經進行了全方位的部署應用。作者在查看各國對區塊鏈技術的不同對待后，進行了如表1所示的對比。得出結論：各國政府雖然對于區塊鏈、區塊鏈資產的態度不一樣，整體來說都還處于探索階段，但是各國政府對其技術的發展還是持有樂觀態度，在法律法規方面給予了大力支持。

表1 世界各國對區塊鏈技術的態度和措施匯總表

從提出“科技是第一生產力”開始，經過30多年的改革開放，技術的進步促進經濟的穩步發展，使得我國在國家實力、國際地位和影響力方面得到很大的提升，中國成為全球關注的焦點，登上世界舞臺的中心。作者整理了近年來有關區塊鏈技術發展的事件如表2所示發現，在我國，區塊鏈技術得到了從上到下的積極響應，政府與企業都表現出濃厚的興趣，支持發展區塊鏈技術。

表2 中國區塊鏈技術發展事件圖

隨著互聯網的普及，全球在“互聯網+教育”的趨勢下，可以運用區塊鏈技術對教育進行變革，使得學習者能夠通過區塊鏈技術進行高效的學習。如圖6所示，通過區塊鏈去中心化、信息公開、不能修改等特點，在數據層面可以對學習者進行學業數據的全記錄，隨著學習者學習階段的提升進行學業數據的共享，這樣方便查詢學習者每個階段的學習成果和進展。真實可靠的求學求職證明，使得學校和企業對接的時候更加精準和方便。

圖6 基于區塊鏈技術的互聯網+教育新生態圖

在具體應用層面，教育機構可以共同構建一個學歷證書系統，通過這個系統降低學習者學歷造假、產權糾紛等問題。營造一個開放、安全、高效的教育資源新生態，學習者可以進行自我社區組織，通過網絡學校社區進行高效的學習。

區塊鏈技術對于教育體制來說沖擊是巨大的，利用區塊鏈技術可以產生多種新形式的教育，使得教育更加貼近學習者，學習者可以選擇適合自己的方式進行學習。這樣不僅僅使得學習者做到個性化發展，而且極大的降低了學習資源的浪費。

（二）在教育領域的應用有著巨大的提升空間

雖然區塊鏈技術在教育教學領域的發展前景廣泛，并且受到來自全球資本的關注與資金的投入，使得區塊鏈技術在教育教學領域迅速發展起來。但學習者的需求和技術、產品或服務往往不太成熟，很少有系統性的案例和研究文獻來進行深入研究和討論。

本文在參考和查詢全球知名高校在教育教學過程中運用區塊鏈技術進行輔助教學后，整理出表3供讀者進行參考。

表3 知名高校運用區塊鏈技術進行輔助教學匯總表

目前，國內的上海喵爪網絡科技有限公司已經應用區塊鏈技術到教育教學過程中，將學習者分配以數字身份——喵爪錢包，使每位學習者都成為區塊鏈中的一個節點。通過喵爪幣眾籌來進行教育教學活動，讓學習者參與到發放和創建過程中?；趨^塊鏈技術搭建起來的“極客豆學院”就是通過運用具體項目作為指引根據，為學習者提供個性化、定制化的學習方案。

圖7 學習者個性化定制流程圖

在正式學習之前，極客豆學院根據圖7所示，會通過游戲化的方式來使學習者進行前期學習。優秀清單是通過與學習者在交流溝通的過程中分析學習者的興趣點、學習習慣、性格特征等。極客豆學院根據這些數據進行整理分類，為每位學習者形成獨有的用戶畫像，根據用戶畫像制定符合個人學習和發展的全年學習目標，并且會細化到每周都會更新的游戲項目清單。學習者根據學院推薦的項目來挑選自己感興趣的游戲，在玩游戲的過程中完成當天的學習任務，使用這種方式不僅使學習者的效率大幅度提升也實現了個性化教學的目標。

六、區塊鏈技術在教育教學領域應用面臨的挑戰

區塊鏈技術的發展正在處于一個“百家爭鳴、百花齊放”的階段，市場上雖然存在著大量的基于區塊鏈技術應用的企業和教育機構，但是并沒有形成統一的主流標準或協議。在制度、理論方面均亟待發展，因此區塊鏈技術在應用于教育領域困難重重，與之相對應的設備和認知觀念都沒有形成，這些都需要很長的時間來進行完善。

（一）教育工作者認知有待提升

即便是最早應用區塊鏈技術，產生比特幣的的金融服務行業。不同國家對其相對成熟的“比特幣”也沒有形成統一和明確的態度，這些情況或多或少的影響了區塊鏈技術的應用與發展。搭建一個去中心化的系統，以此來實現全民參與管理和維護的社會形態。顛覆了目前主流的生產生活方式，淡化了國家概念，削弱了權威機構、監管部門的影響力，沖擊了現行規章法律制度的安排，與目前社會機制相悖。因此我們不僅僅需要在技術上進行發展和提升，更要花費大量時間成本和精力去告知大眾，讓更多的人知道和了解與區塊鏈相關的技術和應用，以解決在道德、法律上大眾難以接受的現象。

區塊鏈技術如果想在教育領域得到廣泛的應用，必須要與教育監管部門達成協議，全方位的調動和使用社會資源。教育機構運用區塊鏈技術構建教育系統時要取得相關單位的允許，并且在不違法的情況下，積極推進區塊鏈技術在教育領域的應用發展，開辟教育新天地。提升區塊鏈技術在教育教學領域所應用的社會大眾的認可和接受度。從目前科研成果和論文發表數目來看，研究的重點還是處在金融服務行業，對于區塊鏈技術在教育領域的應用，只處于初步階段，僅有部分的教育工作者知道這項技術，并沒有對其進行研究。

（二）區塊鏈技術在教育領域應用的限制性

區塊鏈技術仍處于初級階段，其安全可靠性并末達到成熟地步。最先應用的金融領域也常常出現失竊和丟失的問題，那么應用于教育領域是否也會出現這種情況呢？“美國教育”的首席技術官Cameron Evans在一次公開言論中說到，雖然區塊鏈技術在教育領域中有廣泛的應用前景，但是我們不能盲目崇拜和跟隨。當今社會正處于數字化、個性化、移動的學習的大環境中，個人信息不受到監管和約束，使其任由學習者進行自由共享和公開，那么個人信息的泄漏必將引起全社會人員的擔心和憂慮。

區塊鏈技術平臺“Coin Sciences”（幣科學）的創始人Gideon Greenspan提出了教育方面應用區塊鏈技術的八個限制性條件——能夠結構化的存儲學習者信息的數據庫、存在多個節點進行信息資料的存儲、不需要信任機制進行驗證、沒有第三方的中介或教育機構進行參與、形成統一的教育認證體系、制定完善的規則制度、合適的驗證機制和提供教育信息真實的證據。通過這八個條件的限定以避免組織或個人對區塊鏈技術的盲目崇拜和濫用。

如果教育活動或者信息沒有滿足這些特定條件，可以考慮選擇其他方式進行數據的分析或者存儲，并不需要對技術進行盲目的跟隨和應用。選擇常規式文件存儲或集中式數據庫的方式對學習者行為活動信息的整理也是有必要的。

七、總結

總而言之，對于教育行業來說，區塊鏈技術這項新興技術的產生既是機遇又是挑戰。要實現區塊鏈技術在教育領域大范圍的應用，仍需要大量的時間進行驗證。上至各大教育機構下至一線教育工作者，我們都需要對區塊鏈技術進行了解并對其做出全方位的研究與探討。

隨著區塊鏈技術在教育領域不斷的發展，我們應該辯證、理性的去看待。既要積極主動的去改良區塊鏈技術應用于教育過程中所產生的新型教學模式，調整與之對應的評價方案，又要制定合理的監管制度，形成與區塊鏈技術相匹配的教育環境。

在目前國內外高度關注區塊鏈技術應用的社會大背景下，各大機構都應該密切關注基于區塊鏈為底層技術的開發和研究應用，積極主動的參與到監管部門的研究和規則標準制定中。通過與監管機構的溝通和交流，不僅僅是從思想上，更是要從實際行動中來積極主動的應對區塊鏈技術對教育教學帶來的影響與變革，努力探索、共同研究以，更加積極、開放的態度來擁抱區塊鏈技術。