教育領域中區塊鏈應用研究

曾志峰

區塊鏈是當前世界上最熱的話題之一。區塊鏈從技術構想走入現實，已日益顯現出賦能產業革新和助推經濟建設的強大動力。目前，區塊鏈技術應用已延伸到數字金融、物聯網、智能制造、供應鏈管理、數字資產交易等多個領域，全球正在跑步進入“區塊鏈經濟時代”。教育領域中區塊鏈應用的最大挑戰是如何利用區塊鏈技術把每個人的生活、學習過程以區塊鏈方式記錄下來，這不僅有利于解決教育和求職過程中的信任問題，也會大大提高教育過程中的效率。

一、區塊鏈概述

區塊鏈（Blockchain）是指通過去中心化和去信任的方式集體維護一個可靠數據庫的技術方案。區塊鏈采用基于協商一致的機制，使整個系統中的所有節點能在去中心化和去信任的環境自由安全地交換數據、記錄數據、更新數據，任何人為的干預都不起作用。通俗一點說，區塊鏈技術就指一種全民參與記賬的方式。所有的系統背后都有一個數據庫，你可以把數據庫看成是一個大賬本。那么誰來記這個賬本就變得很重要。目前就是誰的系統誰來記賬，微信的賬本就是騰訊在記，淘寶的賬本就是阿里巴巴在記。在目前的情況下兩個互不認識的人達成協作是很難的，一般都要依靠第三方。比如支付行為，任何一種轉賬，都必須要有銀行或是支付寶、微信這樣的機構存在。假設你要給你朋友微信轉一筆錢，你朋友說沒收到，如果沒有區塊鏈，碰巧微信中心數據出了問題也查不到記錄，除非我們能看到你們倆的轉帳記錄，不然沒人能還你清白。但是有了區塊鏈之后，假如你要給朋友轉一筆錢，你首先得發起一個轉賬請求，創建一個新的區塊，然后這個區塊會被通知到網絡里的其他人，他們驗證同意后就被添加到主鏈上，而這條鏈擁有永久性和透明可查的交易記錄，全球一本賬，誰都可以查找。所有人共同記賬，單槍匹馬是無法篡改，通過區塊鏈技術，在沒有任何中介機構參與的情況下，可以完成雙方互信的轉賬行為。在區塊鏈系統中，系統中的每個人都可以有機會參與記賬。在一定時間段內如果有任何數據變化，系統中每個人都可以來進行記賬，系統會評判這段時間內記賬最快最好的人，把他記錄的內容寫到賬本，并將這段時間內賬本內容發給系統內所有的其他人進行備份。這樣系統中的每個人都有了一本完整的賬本，這種方式就被稱為區塊鏈技術。這是區塊鏈的優勢之一。其次，去中心化，任何單一賬本損壞，系統仍然可以正常工作。同時，區塊鏈也相當于一份智能化信任，用技術的智能合約來保證信任。區塊鏈技術能夠獲得極大地安全性。第一，沒有中央大賬本，無法摧毀。每個節點都是系統的一部分，每個節點權利相等，都有一模一樣的賬本。摧毀部分節點對系統沒有影響。第二，無法造假，除非能控制系統內大多數人的電腦都進行修改，否則系統會參照多數人的意見來決定什么才是真實結果，結果會發現修改自己的賬本完全沒有意義，因為其他人不會承認。第三，由于沒有中心化的中介機構存在，讓所有的東西都通過預先設定的程序自動運行，不僅能夠大大降低成本，也能提高效率。并且由于每個人都有相同的賬本，能確保賬本記錄過程是公開透明的，提供神奇的區塊鏈安全性，降低錯誤率以及其他詐騙行為。

二、區塊鏈的發展

區塊鏈技術是具有普適性的底層技術框架，可以為金融、經濟、科技甚至政治等各領域帶來深刻變革。但區塊鏈技術目前還存在不少技術瓶頸，妨礙了各行各業的“區塊鏈+”的實現。按照目前區塊鏈技術的發展脈絡，可分為四個階段。第一階段：區塊鏈1.0版本——數字貨幣。典型特征包括：以區塊為單位的鏈狀數據塊結構、全網共享賬本、非對稱加密、 源代碼開源。典型案例-比特幣。 第二階段：區塊鏈2.0版本——智能合約。典型特征包括： 智能合約，區塊鏈系統中的應用，是已編碼的、可自動運行的業務邏輯，通常有自己的代幣和專用開發語言;DAPP，包含用戶界面的應用，包括但不限于各種加密貨幣，如以太錢包;虛擬機，用于執行智能合約編譯后的代碼，虛擬機是圖靈完備的。典型案例——以太坊。第三階段：區塊鏈3.0版本——可編程服務于社會。區塊鏈3.0是價值互聯網的內核。區塊鏈能夠對于每一個互聯網中 代表價值的信息和字節進行產權確認、計量和存儲，從而實現資產在區塊鏈上可被追蹤、控制和交易。區塊鏈3.0主要應用在社會治理領域，包括了身份認證、公證、仲裁、審計、域名、物 流、醫療、郵件、簽證、投票等領域，應用范圍擴大到了整個社會，區塊鏈技術有可能成為“萬物互聯”的一種最底層的協議。典型案例-EOS嵌入式操作系統（EmbeddedOperationSystem，EOS）。第四階段：區塊鏈4.0版本——區塊鏈+人工智能，區塊鏈可以在金融行業之外的各種應用場景落地，已經能夠滿足更加復雜的商業邏輯，在政府、健康、科學、教育、文化藝術方面和“區塊鏈+人工智能”方面有所應用，不再依賴從第三方或者某些機構獲取信任和建立信用，達到提高整體系統的工作效率的目標。現實物理世界與利用區塊鏈技術搭建的虛擬數字世界能夠一一對應，能夠進行資產交互。通過技術將物流、信息流、資金流貫通，獲得區塊鏈線上收到交易款，物理世界線下收到貨物的交易效果。區塊鏈4.0時代被稱為“物理世界與虛擬世界長期互促并存的新世界”。

三、教育領域中區塊鏈應用研究

早在2016年10月，工信部頒布《中國區塊鏈技術和應用發展白皮書》就指出“區塊鏈系統的透明化、數據不可篡改等特征，完全適用于學生征信管理、升學就業、學術、資質證明、產學合作等方面，對教育就業的健康發展具有重要的價值”。如果以學校的用戶需求為導向，在現有教育云的基礎上加入區塊鏈技術，構建區塊鏈技術應用支撐平臺，以平臺為基礎構建教育區塊鏈平臺，提供教育應用服務，讓教育更具自適應性、靈活性和廣泛性。第一，把學生作為觀測對象，將培養過程中的各項可觀測指標放入系統，從而直觀地看到學生的學習時間和內容。第二，把教師作為觀測對象，分別在教學、科研、社會服務等方面尋找觀測指標，構成良好評價理論系統。第三，把學校作為觀測對象，將學校相關的建設數據輸入系統，得到客觀的等級評分。同時，每個學校也可以通過觀察數據差別，發現自身的不足。

基于區塊鏈技術的教育平臺的具體實現，有不同技術實現的方案，大體包括幾部分，第一部分是共識機制的確立，各個節點之間用什么樣的共識機制去確立權力，確定分工;第二部分是通過什么樣協議進行溝通;第三部分是數據標準規范的制定和數據以什么樣的方式進行整合。我們提出以下的解決思路：以現有的分布式云架構為依托，由教育云數據中心提供計算、存儲、網絡等基礎IT資源，從虛擬化、大數據、管理幾個層面進行創新，同時保持開放和多廠商兼容。在區塊鏈技術類型的選擇上，以聯盟鏈作為支持分布式教育的基礎組件，以滿足分布式教育中的多方對等合作與合規有序發展要求。在這個架構下，通過區塊鏈技術支撐平臺創建教育區塊鏈，應用到不同的教育業務場景來構建區塊鏈技術教育平臺，這樣可以打通整個國家的教育數據資源，真正做到優質教育資源的全共享，打破教育資源不均衡，進而更能適應網絡社會和網絡學習者的需求，擴大優質教育覆蓋面，促進教育開放和公信，為學生提供相對平等的受教育的機會和條件，確保人人都享有平等的受教育的權利和義務。