基于區塊鏈技術對學生信息系統的設計和實現

周黎

現在是一個信息化的高科技時代，在傳統的學生電子檔案信息系統中，學生的各項信息會集中存儲在所在學校的系統當中。每所學校的學生各項信息，包括在校表現、成績信息等都是與本學校高度相關的，但每所學校的信息系統之間一般通常不共享。

學生一般情況下會面臨到繼續升學和離校就業的情況，此時個人檔案就顯得非常重要。若此時學生未對自己的成績等相關信息即時留存下來或者不慎遺失，便會因為各學校之間、學校與就業單位之間學生信息無法互通而在需要的情況下帶來不便，甚至造成一定的影響。此外，學生的信息在學校的學生系統中存儲，如果學校的系統管理員不慎操作不當或者系統受到了攻擊，則該信息可能會泄露并對學生和相關單位造成損害。同時，學生的相關信息學生的相關信息可以作為未來電子資產的一種形式，但傳統的學生信息系統中并不允許學生對自己的個人檔案加密，同樣交易行為也是不允許的。在未來的教育中這些不足會愈加突出，而現如今不斷發展的區塊鏈技術已成為解決上述問題的一把利器。

區塊鏈是一種具有分布式、去中心化特性的數據庫，類似一個大賬本，其中存儲的是在這個大賬本中記錄的交易數據。 目標是提供一個不可篡改歷史數據的數據庫。 實現這個目標的手段不是信任，而是以去中心化、獎勵機制、共識機制這三種方法拼合在一起，方可實現目標。

一、在學生檔案管理系統中運用區塊鏈技術的優勢

大多數大學畢業生和在校生，查詢自己學生檔案的途徑分為在學校微信公眾號、教務網等一些網站或者附帶小程序上來查詢自己的學生信息檔案。存在信息公布不及時，網站封鎖無法進入的情況，給一些學生、高校和企業帶來了很大的麻煩。與現在我們的學生信息管理模式進行對比，基于區塊鏈技術的學生電子檔案管理系統可以把傳統的管理模式來進行升級。而且，我們經過處理的這種數據信息的可信度是無可置疑的。 區塊鏈技術的特征，即無法更改數據，可以保證數據被篡改這種其行為是不會出現的。區塊鏈的基本思想是分布式管理，分布式記錄，存儲和分發，沒有人可以控制整個區塊鏈系統，這兩種存在可以合理計算出數據的生成周期。因此，增強了現有的學生檔案查詢的實用性、安全性、便捷性。

在以往的學生檔案信息，通常由學校統一管理，學生很難做到直接掌握。學生在讀書期間，在校的各項記錄與表現都需要去記錄。而學生一旦面臨升學，會因為轉入學校的學生信息系統與轉出學校的信息無法互通，而出現學生信息不能及時共享的問題，這對學生來說，個人信息將記錄不完整，轉入學校將不能客觀了解學生的各項信息，對學生做一個整體的判斷，對教學來說，也是一種資源的不合理利用。學生畢業后進入社會，就業單位希望了解學生的在校大體情況，并以此作為入職前的一項評估標準，而由于學生的信息不完整不互通所造成的的影響也是比較大的。而且在此過程中，學生檔案保存的安全性也是一項難點。學生電子檔案基于學校的管理人員維護，可能會發生信息錄入錯誤或者人員瀆職等情況，而學生查看自己的電子檔案相對來說不方便，這就使得錯誤無法及時發現并修改。再加上學生檔案是集中存儲，學校的系統一旦遭到黑客攻擊或者惡意篡改，對于學生來說，會造成一些不必要的損失。

在該設計的區塊鏈下的電子檔案信息系統中利用區塊鏈的優勢，就簡簡單單解決了上述問題，還能讓學生擁有私匙進行交易，成為了一種新型的數字資產。

二、基于區塊鏈對學生信息系統需求分析

根據以上分析，學生信息檔案的查看存在著大量的需求，因此得出了以下的需求分析（如圖2-1所示）

在學生檔案信息上鏈通過全網共識后才可以進入學生檔案管理鏈，學生信息檔案的合法使用。由于政府、教育主管部門、學生檔案填報人員、學生信息主管部門、培訓機構和多個用人單位的主體都在鏈上，因此，當一個學生的檔案被查詢的時候，確保了學生信息不會被惡意查詢和使用。

鏈上信息的使用保證了學生信息的真實性，學生在自己的信息檔案上可以創立多個數字證書、數字憑證，鏈上主體使用自己的私匙對數字證書進行簽名。

智能合約的設計應用，當滿足一定條件時，系統自動觸發智能合約進行保護加密，需要相關人員進行驗證。

三、區塊鏈技術的運用對學生信息系統設計的改進

1.檔案模塊的改進

傳統學生檔案步驟共分為五步，分別由下所述：

建立檔案。學生進入系統，首先創立檔案，領取學號，注冊檔案，學校管理員來進行驗證審核，學生檔案主要記錄該學生在校的各科成績跟得獎的記錄，個人信息跟在校的表現。

添加新的檔案。學生在學習期間，學校管理員登陸系統后，添加新的檔案，來確保該學生檔案的真實性。

修改和刪除部分檔案。對學生記錄錯的檔案或者沒有必要的檔案進行修改和刪除，不過此操作必須要在學生允許的情況下，由相關單位確認再進行刪除。

學生檔案的查詢。學生他可以查詢自己在校的檔案，學生自己必須認可同意，例如查詢學生成績，考試面試學生打印自己的成績。

2.學生端檔案管理設計

學生檔案的最終使用權還是在學生手上，因此在學生端口檔案管理設計的時候，學生不同的角色給予不同的權限管理和不同的需求，讓學生也能享有控制檔案的權限，可以將查看檔案權限、添加檔案權限、修改檔案權限、刪除檔案權限賦予不同的申請人。例如查看檔案權限，申請人自己可以查看自己的檔案權限，當申請通過，即可查看自己的檔案或委托第三方訪問自己的檔案。審核通過，學校網頁上即可查看。

3.區塊鏈客戶端改進

區塊鏈應用于傳統的檔案管理，需要進行改進的有以下幾點;

請求管理，網絡與后端要進行交互請求。此系統中有兩種類型的交互要求。 第一種類型是交易請求，通常用于執行用戶實現的鏈式代碼以執行特定功能。第二種是查詢請求，只需要對鏈式代碼執行嵌入式查詢，而不會在運行區塊鏈網絡時產生額外開銷。

信道建立，對區塊鏈的把控主要是依靠信道建立、信道設置與信道整合等功能。當然，客戶端需要序列化創建的通道才能運行而無需重新啟動區塊鏈網絡，發送交易請求等。

結點調配，網絡要進行合理的溝通，就需要將網絡中的結點所需要的相關信息進行整合和調配，這樣才可以更好的實現。

鏈代碼調用，將鏈代碼執行調用與拓展，使得其為我們經常使用的區塊鏈網絡，同時這個過程中需要對執行環境進行配置。

本文探索了基于區塊鏈技術，對學生檔案系統的開發有了大體的設計框架，在未來的學習和研究中也會繼續探究如何在現實中實現和運用。這也是在電子檔案領域對區塊鏈應用的一個方向，更是一種探索。

參考文獻：

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（文華學院金融系）