基于區(qū)塊鏈技術(shù)的學(xué)分銀行構(gòu)建研究*

徐 壽 芳

(湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 商貿(mào)與經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院， 浙江 湖州 313000)

在大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等新技術(shù)快速發(fā)展的背景下，為勞動(dòng)者提供終身教育既能滿(mǎn)足產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)對(duì)勞動(dòng)者技能和素質(zhì)提出的外在需求，也能滿(mǎn)足勞動(dòng)者自身可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)生需求。2010年7月出臺(tái)的《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》早已明確提出：為學(xué)習(xí)者構(gòu)建終身教育機(jī)制，試點(diǎn)學(xué)分銀行制度，推行學(xué)習(xí)成果認(rèn)證，搭建終身學(xué)習(xí)“立交橋”。學(xué)分銀行作為一種終身教育平臺(tái)，一方面可以對(duì)學(xué)習(xí)者正式和非正式的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行存貯、認(rèn)證；另一方面可以將學(xué)習(xí)者經(jīng)認(rèn)證的累積學(xué)習(xí)成果轉(zhuǎn)換成社會(huì)認(rèn)可的學(xué)習(xí)成果證明，如學(xué)歷證書(shū)、學(xué)位證書(shū)、職業(yè)證書(shū)、崗位證書(shū)等[1]52-57。由此可知，學(xué)分銀行應(yīng)具備三個(gè)核心功能：“立交”式學(xué)習(xí)成果的存貯、各類(lèi)學(xué)習(xí)成果的認(rèn)證和學(xué)分轉(zhuǎn)換。截至2019年底，我國(guó)的不同機(jī)構(gòu)和地區(qū)建設(shè)的學(xué)分銀行已超過(guò)50家，山東、天津、湖南、四川等眾多地區(qū)的學(xué)分銀行建設(shè)項(xiàng)目已在籌備。當(dāng)前，承擔(dān)學(xué)分銀行項(xiàng)目的教育機(jī)構(gòu)，在存貯、認(rèn)證學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過(guò)程、學(xué)習(xí)活動(dòng)、學(xué)習(xí)成果等方面缺乏必要的資源、手段與能力，無(wú)法較好地認(rèn)證學(xué)習(xí)者的知識(shí)、技能和成果[2]66-73。以去中心化、機(jī)器識(shí)別為顯著特征的區(qū)塊鏈技術(shù)能夠有效解決海量學(xué)習(xí)成果的安全存貯、正式和非正式學(xué)習(xí)成果的學(xué)分認(rèn)證、不同機(jī)構(gòu)認(rèn)定的學(xué)分的公平轉(zhuǎn)換等問(wèn)題。基于區(qū)塊鏈技術(shù)建設(shè)學(xué)分銀行平臺(tái)，運(yùn)用技術(shù)手段使學(xué)習(xí)成果得到公平認(rèn)證，并使學(xué)習(xí)成果的認(rèn)證和轉(zhuǎn)換為社會(huì)認(rèn)可和接受[3]19-28，可以實(shí)現(xiàn)彈性學(xué)分管理，創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制，為國(guó)家終身教育體系建設(shè)提供可靠的技術(shù)支撐。

一、學(xué)分銀行的內(nèi)涵及存在問(wèn)題分析

學(xué)分銀行中的學(xué)分概念最早來(lái)源于美國(guó)的學(xué)分互認(rèn)機(jī)制，目的是讓學(xué)習(xí)者在申請(qǐng)四年制大學(xué)學(xué)習(xí)時(shí)，能夠?qū)⑵湓趦赡曛粕鐓^(qū)學(xué)院相同課程的學(xué)習(xí)成果直接轉(zhuǎn)入。學(xué)分銀行的相關(guān)概念則借鑒了韓國(guó)學(xué)分銀行制度，目的是在終身教育與終身學(xué)習(xí)的趨勢(shì)及客觀需求下，建設(shè)教育“立交橋”體系，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)成果的存貯和積累、轉(zhuǎn)換及學(xué)分認(rèn)定，支撐學(xué)習(xí)者終身學(xué)習(xí)。

(一)學(xué)分銀行的含義

學(xué)分銀行借鑒銀行的特點(diǎn)和功能，將學(xué)習(xí)者接受的各類(lèi)教育和學(xué)習(xí)經(jīng)歷進(jìn)行認(rèn)證，并評(píng)估為課程學(xué)分，存儲(chǔ)在個(gè)人的學(xué)習(xí)賬戶(hù)中。根據(jù)特定條件，學(xué)習(xí)賬戶(hù)中的學(xué)分可兌換成學(xué)習(xí)證書(shū)或?qū)W歷文憑。 學(xué)分銀行能夠?qū)崿F(xiàn)各類(lèi)學(xué)習(xí)成果(含學(xué)校學(xué)習(xí)、企業(yè)實(shí)踐、企業(yè)培訓(xùn)、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)等)的認(rèn)定和學(xué)分的累積與轉(zhuǎn)換，是一種新型的學(xué)習(xí)機(jī)制和教育管理機(jī)制，具有彈性學(xué)籍管理、課程(實(shí)踐)及評(píng)價(jià)認(rèn)證管理、學(xué)分轉(zhuǎn)換等功能。

學(xué)分銀行作為一種終身學(xué)習(xí)教育管理機(jī)制，一方面可以讓學(xué)習(xí)者自由選擇學(xué)習(xí)時(shí)段，對(duì)每個(gè)學(xué)習(xí)時(shí)段的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行存儲(chǔ)，是一種體現(xiàn)“時(shí)時(shí)皆能學(xué)”的良好學(xué)習(xí)機(jī)制。另一方面可以突破傳統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)限制，讓不同學(xué)習(xí)途徑(如學(xué)校課堂、企業(yè)崗位、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)等)的學(xué)習(xí)成果，通過(guò)權(quán)威評(píng)估和認(rèn)證，轉(zhuǎn)換為一定數(shù)量的學(xué)分。學(xué)分?jǐn)?shù)量在達(dá)到要求后，就可以?xún)稉Q相關(guān)的學(xué)歷證書(shū)或職業(yè)資格證書(shū)。這種機(jī)制可以營(yíng)造“處處皆可學(xué)”的良好學(xué)習(xí)氛圍。

(二)學(xué)分銀行的功能

1.認(rèn)可非正式學(xué)習(xí)成果，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)成果的銜接 非正式學(xué)習(xí)成果是指除課堂學(xué)習(xí)(含學(xué)校課堂、網(wǎng)絡(luò)課堂)之外的學(xué)習(xí)成果，包括個(gè)人的職業(yè)技能、工作經(jīng)驗(yàn)、各類(lèi)工作培訓(xùn)等。國(guó)家職業(yè)資格框架體系的推行為非正式學(xué)習(xí)成果提供了國(guó)家層面的制度認(rèn)可。學(xué)習(xí)者可以將自己的各類(lèi)非正式學(xué)習(xí)成果遞交學(xué)分銀行進(jìn)行評(píng)估，由學(xué)分銀行將其認(rèn)定為定量學(xué)分，并以學(xué)分的形式存貯和累積，在學(xué)分?jǐn)?shù)量達(dá)到相關(guān)學(xué)習(xí)證書(shū)或資格證書(shū)要求后，學(xué)習(xí)者就可以去兌換相應(yīng)的證書(shū)或文憑。

2.評(píng)估學(xué)習(xí)成果，建設(shè)“立交”式終身教育體系 應(yīng)用國(guó)家職業(yè)資格框架體系的通用能力標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)指標(biāo)，學(xué)分銀行可以對(duì)學(xué)生在各級(jí)各類(lèi)教育機(jī)構(gòu)完成的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行評(píng)估，將學(xué)習(xí)成果認(rèn)定為學(xué)分并存貯在學(xué)分銀行系統(tǒng)中。這樣就為不同教育機(jī)構(gòu)的銜接和溝通提供了統(tǒng)一、連續(xù)、立交式的機(jī)制。

3.實(shí)現(xiàn)學(xué)分轉(zhuǎn)換，跟蹤和支撐終身學(xué)習(xí) 學(xué)分銀行存貯了學(xué)習(xí)者詳細(xì)完整的學(xué)習(xí)成果，可以提供學(xué)分轉(zhuǎn)換功能，即在特定條件下將學(xué)分轉(zhuǎn)換成高質(zhì)量、具備公信力的學(xué)習(xí)資歷(證書(shū)或文憑)。學(xué)分銀行應(yīng)用信息化手段，采用制度化形式，為學(xué)習(xí)者設(shè)立終身學(xué)習(xí)賬戶(hù)，并承擔(dān)了賬戶(hù)的日常維護(hù)和安全保障任務(wù)，可以支持學(xué)習(xí)者實(shí)現(xiàn)終身學(xué)習(xí)的理想。

(三)學(xué)分銀行現(xiàn)存問(wèn)題分析

1.學(xué)習(xí)成果認(rèn)定的溝通機(jī)制不完善 學(xué)分銀行必須涵蓋各種不同教育形式，才能進(jìn)行學(xué)習(xí)成果認(rèn)定。但現(xiàn)實(shí)的情況是：各種學(xué)習(xí)成果分散在各個(gè)教育機(jī)構(gòu)和企業(yè)，實(shí)施學(xué)分銀行制度后，各教育機(jī)構(gòu)依據(jù)其特定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)學(xué)習(xí)成果進(jìn)行內(nèi)部認(rèn)定，并將其認(rèn)定為特定量的學(xué)分。但問(wèn)題在機(jī)構(gòu)之間學(xué)分互認(rèn)存在溝通障礙，不同教育機(jī)構(gòu)和企業(yè)之間缺少有效的銜接，由此，往往導(dǎo)致學(xué)分互認(rèn)信息不完全[4]71-75。這樣，學(xué)分銀行內(nèi)存貯的各種學(xué)分信息就無(wú)法正常發(fā)揮學(xué)分的“通存通兌”功能，導(dǎo)致個(gè)人學(xué)分“零存整取”兌換相應(yīng)證書(shū)或職業(yè)資格的功能缺失。如：慈溪市民學(xué)分銀行，僅以數(shù)字化形式為學(xué)習(xí)者管理各類(lèi)學(xué)習(xí)成果，無(wú)法和國(guó)家學(xué)分銀行對(duì)接；國(guó)家開(kāi)放大學(xué)的學(xué)分銀行，為學(xué)習(xí)者存貯學(xué)習(xí)成果，在開(kāi)放教育體系內(nèi)實(shí)現(xiàn)了實(shí)習(xí)成果管理，但無(wú)法實(shí)現(xiàn)和全日制高校的學(xué)分互換。由此可見(jiàn)，我國(guó)的學(xué)分銀行雖然對(duì)相關(guān)教育機(jī)構(gòu)內(nèi)的學(xué)分認(rèn)定進(jìn)行了實(shí)踐探索，但其對(duì)不同教育形式間的學(xué)習(xí)成果認(rèn)定的溝通機(jī)制還不夠完善。

2.學(xué)習(xí)成果質(zhì)量保障缺少公信力 當(dāng)前,我國(guó)學(xué)分銀行對(duì)學(xué)習(xí)成果的質(zhì)量保障主要通過(guò)約束學(xué)習(xí)過(guò)程的“真實(shí)”和學(xué)分來(lái)源的“真實(shí)”來(lái)實(shí)現(xiàn)。學(xué)習(xí)過(guò)程的“真實(shí)”體現(xiàn)在學(xué)習(xí)平臺(tái)(場(chǎng)所)的過(guò)程管理真實(shí)有效，主要包括學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)、平時(shí)作業(yè)次數(shù)及作業(yè)量、考試次數(shù)及題量等；學(xué)分來(lái)源的“真實(shí)”體現(xiàn)在學(xué)習(xí)成果的結(jié)果認(rèn)定真實(shí)有效，主要包括認(rèn)證機(jī)構(gòu)身份可信、學(xué)分認(rèn)證結(jié)果具有公信力等。然而，當(dāng)前的學(xué)分銀行自身的公信力難以令人信服，主要體現(xiàn)在：(1)缺失“第三方”獨(dú)立身份，易受到各種“隱形”因素的影響。(2)缺乏認(rèn)證結(jié)果的“權(quán)威性”，缺少公共的監(jiān)督機(jī)制，其他機(jī)構(gòu)難以認(rèn)同其認(rèn)定結(jié)果。只有公正獨(dú)立的第三方資質(zhì)和高度認(rèn)可的公眾權(quán)威，才能讓學(xué)分銀行真正具有公信力。

3.學(xué)分轉(zhuǎn)換缺少對(duì)學(xué)生的激勵(lì)目標(biāo) 學(xué)分銀行的學(xué)分轉(zhuǎn)換機(jī)制是從整體考慮的，即將多個(gè)課程、專(zhuān)業(yè)、工作經(jīng)歷等進(jìn)行學(xué)分累計(jì)，進(jìn)行學(xué)分的互認(rèn)與轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)不同教育間的相互融通。但在現(xiàn)實(shí)中，學(xué)分銀行中的每個(gè)學(xué)習(xí)者在進(jìn)行學(xué)分轉(zhuǎn)換時(shí)，更關(guān)注學(xué)分轉(zhuǎn)換后的成效(相關(guān)認(rèn)證證書(shū)或?qū)W歷文憑證書(shū))。當(dāng)前，學(xué)分銀行中學(xué)分轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn)還不完全一致，這會(huì)造成個(gè)體學(xué)習(xí)者在轉(zhuǎn)換學(xué)分時(shí)的收益不同，導(dǎo)致不能完全匹配學(xué)習(xí)者個(gè)人目標(biāo)，削弱了學(xué)分銀行對(duì)學(xué)習(xí)者的目標(biāo)激勵(lì)作用。

二、區(qū)塊鏈在學(xué)分銀行中應(yīng)用的可行性分析

2008年，中本聰在其論文Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System中第一次提出了“區(qū)塊鏈”的概念。文中設(shè)計(jì)的電子現(xiàn)金系統(tǒng)是一個(gè)完全點(diǎn)對(duì)點(diǎn)系統(tǒng)，它采用“區(qū)塊”存貯特定時(shí)間內(nèi)的所有元數(shù)據(jù)和交易記錄，按時(shí)間順序鏈接每一個(gè)區(qū)塊。它支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交易，實(shí)現(xiàn)交易雙方的價(jià)值轉(zhuǎn)移。

區(qū)塊鏈系統(tǒng)通常采用六層架構(gòu)：最底層為數(shù)據(jù)層，由數(shù)據(jù)區(qū)塊、鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)、時(shí)間戳、哈希函數(shù)、Merkle樹(shù)、非對(duì)稱(chēng)加密技術(shù)構(gòu)成；第二層為網(wǎng)絡(luò)層，由P2P網(wǎng)絡(luò)、傳播機(jī)制和驗(yàn)證機(jī)制組成；第三層為共識(shí)層，由常用的POS等共識(shí)機(jī)制組成；第四層為激勵(lì)層，包括發(fā)行機(jī)制和分配機(jī)制；第五層為合約層，含腳本代碼、算法機(jī)制和智能合約；第六層為應(yīng)用層，包括各類(lèi)可編程應(yīng)用[5]481-494。其中，應(yīng)用時(shí)間戳驗(yàn)證的鏈?zhǔn)絽^(qū)塊結(jié)構(gòu)、分布式節(jié)點(diǎn)的共識(shí)機(jī)制、基于共識(shí)算力的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)、靈活可編程的智能合約是區(qū)塊鏈技術(shù)最具代表性的特征。

(一)區(qū)塊鏈去中心化的組織方式符合不同學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)平等合作的內(nèi)在需求

學(xué)習(xí)者的正式和非正式學(xué)習(xí)依托于不同的學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)，各機(jī)構(gòu)內(nèi)生于獨(dú)立自主需求，外顯為終身教育體系中的地位平等訴求，即不同機(jī)構(gòu)間在學(xué)習(xí)成果認(rèn)證時(shí)無(wú)“核心節(jié)點(diǎn)”(關(guān)鍵機(jī)構(gòu))。區(qū)塊鏈系統(tǒng)中各存貯節(jié)點(diǎn)應(yīng)用網(wǎng)狀模型進(jìn)行鏈接，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的地位和功能一致。這種去中心化的學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)存貯方式、各節(jié)點(diǎn)(機(jī)構(gòu)、學(xué)習(xí)者)網(wǎng)狀鏈路架構(gòu)和運(yùn)行其上的計(jì)算模式，避免了傳統(tǒng)的中心化控制[6]1485-1490，充分體現(xiàn)了“節(jié)點(diǎn)平等和讀取自由”的特色，以技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)了終身教育體系中不同學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)間平等合作的需求。

(二)區(qū)塊鏈機(jī)器共識(shí)的數(shù)據(jù)更新機(jī)制能保證原始學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠

學(xué)校承擔(dān)了大部分學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)由學(xué)校認(rèn)證后提供，數(shù)據(jù)真實(shí)可靠，但數(shù)據(jù)量大；其他學(xué)習(xí)任務(wù)發(fā)生的場(chǎng)所比較復(fù)雜，如網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、教育培訓(xùn)、企業(yè)實(shí)踐等，學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)則由不同的企業(yè)和教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)提供，數(shù)據(jù)形式多樣且數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)的可信度不高。因此，保證不同學(xué)習(xí)場(chǎng)所采集的學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)的真實(shí)性難度較大。區(qū)塊鏈系統(tǒng)采用工作量證明(PoW)等競(jìng)爭(zhēng)方式確定記賬節(jié)點(diǎn)，單個(gè)節(jié)點(diǎn)無(wú)法控制賬本，而每個(gè)存貯學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)的新區(qū)塊必須經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)(全部或50%以上)驗(yàn)證通過(guò)，才能鏈入?yún)^(qū)塊鏈系統(tǒng)。這種數(shù)據(jù)更新機(jī)制讓學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)的真實(shí)性從源頭得到保障，機(jī)器共識(shí)(全部或50%以上節(jié)點(diǎn))讓數(shù)據(jù)幾乎不可能被偽造或篡改。區(qū)塊鏈基于“節(jié)點(diǎn)共識(shí)和系統(tǒng)共治”的技術(shù)，可有效保障不同學(xué)習(xí)場(chǎng)所學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)的原始性和真實(shí)性。

(三)區(qū)塊鏈密碼保護(hù)的公開(kāi)數(shù)據(jù)讀取有利于各機(jī)構(gòu)間學(xué)分的共享互認(rèn)

要實(shí)現(xiàn)不同機(jī)構(gòu)間學(xué)分的共享互認(rèn)，必須考慮數(shù)據(jù)的隱私保護(hù)問(wèn)題。區(qū)塊鏈將密碼技術(shù)應(yīng)用到數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)過(guò)程，其基于密碼保護(hù)的公開(kāi)數(shù)據(jù)讀取機(jī)制讓數(shù)據(jù)匿名訪(fǎng)問(wèn)成為可能。學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)鏈入系統(tǒng)前，節(jié)點(diǎn)(全部或50%以上)參與數(shù)據(jù)真實(shí)性驗(yàn)證；學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)鏈入系統(tǒng)后，所有節(jié)點(diǎn)可以隨時(shí)自由查詢(xún)，信任成本在系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)間大大降低。密碼保護(hù)能夠從技術(shù)上有效保護(hù)不同機(jī)構(gòu)學(xué)習(xí)成果的數(shù)據(jù)隱私，公開(kāi)透明查詢(xún)可促進(jìn)不同教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)間的學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)、學(xué)分等的共享互認(rèn)。

三、應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)的學(xué)分銀行系統(tǒng)設(shè)計(jì)

(一)系統(tǒng)架構(gòu)

應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)的學(xué)分銀行系統(tǒng)采用模塊化的架構(gòu)設(shè)計(jì)，主要包括智能合約執(zhí)行模塊、網(wǎng)絡(luò)共識(shí)模塊、區(qū)塊數(shù)據(jù)讀寫(xiě)模塊[7]2571-2592。智能合約執(zhí)行模塊實(shí)現(xiàn)學(xué)分認(rèn)定，網(wǎng)絡(luò)共識(shí)模塊完成學(xué)分共識(shí)驗(yàn)證，區(qū)塊數(shù)據(jù)讀寫(xiě)模塊實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)成果、學(xué)分及狀態(tài)數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)。各模塊之間既可以相互協(xié)調(diào), 也可以獨(dú)立地橫向擴(kuò)展各種服務(wù)。

(二)學(xué)分銀行區(qū)塊鏈管理

1.學(xué)分認(rèn)定流程 (1)學(xué)分銀行區(qū)塊鏈系統(tǒng)的學(xué)分認(rèn)定流程如下：①新的學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)在客戶(hù)端簽名后遞交，并發(fā)送到多個(gè)申請(qǐng)節(jié)點(diǎn)。②申請(qǐng)節(jié)點(diǎn)收到客戶(hù)端遞交的學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)，觸發(fā)學(xué)分認(rèn)定智能合約。合約的執(zhí)行結(jié)果記入學(xué)分I/O塊(input_block，output_block)。③申請(qǐng)節(jié)點(diǎn)對(duì)學(xué)分I/O塊進(jìn)行時(shí)間戳數(shù)字簽名，將簽名后的學(xué)分I/O塊發(fā)送給客戶(hù)端。④客戶(hù)端收集簽名學(xué)分I/O塊，驗(yàn)證其真實(shí)性。通過(guò)驗(yàn)證的學(xué)分I/O塊在全網(wǎng)廣播到學(xué)分管理模塊。⑤學(xué)分管理模塊收集某段時(shí)間內(nèi)由多筆學(xué)習(xí)成果認(rèn)定的學(xué)分I/O塊，讓全部或50%以上節(jié)點(diǎn)進(jìn)行共識(shí)驗(yàn)證。通過(guò)驗(yàn)證后，將其排序，存貯在一個(gè)新的區(qū)塊內(nèi)，并發(fā)送給確認(rèn)節(jié)點(diǎn)。⑥確認(rèn)節(jié)點(diǎn)對(duì)新區(qū)塊進(jìn)行數(shù)字簽名驗(yàn)證和學(xué)分輸入塊(input_block)版本驗(yàn)證。通過(guò)驗(yàn)證的區(qū)塊被鏈入?yún)^(qū)塊鏈，同時(shí)修改狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，記錄學(xué)分I/O塊信息。(2)學(xué)分銀行區(qū)塊鏈系統(tǒng)的學(xué)分認(rèn)定操作流程如下圖所示(參見(jiàn)圖1)。

2.智能合約 智能合約是在特定的觸發(fā)條件下自動(dòng)運(yùn)行的程序。一旦觸發(fā)條件成立，區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的任何節(jié)點(diǎn)都無(wú)法阻止其自動(dòng)執(zhí)行。學(xué)分銀行區(qū)塊鏈系統(tǒng)的智能合約約定了學(xué)分認(rèn)定規(guī)則，學(xué)分認(rèn)定應(yīng)用通過(guò)調(diào)用智能合約訪(fǎng)問(wèn)區(qū)塊鏈學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)，執(zhí)行各種學(xué)分認(rèn)定操作。學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)存貯在區(qū)塊鏈的節(jié)點(diǎn)上,合約執(zhí)行結(jié)果將存貯到學(xué)分狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中。

(1)合約模型。學(xué)分銀行系統(tǒng)的智能合約為CreditConfirm,合約的主要操作有：學(xué)分認(rèn)定、存取學(xué)分狀態(tài)數(shù)據(jù)。合約編寫(xiě)主要包括配置學(xué)分認(rèn)定初始環(huán)境Config()函數(shù)和學(xué)分認(rèn)定Confirm()函數(shù)。Confirm()函數(shù)調(diào)用學(xué)分認(rèn)定規(guī)則，將符合認(rèn)定規(guī)則的學(xué)習(xí)成果認(rèn)定為含認(rèn)定機(jī)構(gòu)、學(xué)分項(xiàng)目、學(xué)分量、認(rèn)定時(shí)間等學(xué)分信息并返回，若不符合認(rèn)定規(guī)則返回認(rèn)定不成功信息。

CreditConfirm運(yùn)行在部分申請(qǐng)節(jié)點(diǎn)上。在設(shè)計(jì)CreditConfirm時(shí),先設(shè)計(jì)申請(qǐng)規(guī)則。申請(qǐng)規(guī)則規(guī)定執(zhí)行CreditConfirm的申請(qǐng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量及節(jié)點(diǎn)組合(如m個(gè)申請(qǐng)節(jié)點(diǎn)中至少有i個(gè)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行才可以執(zhí)行一個(gè)智能合約并簽名)。在節(jié)點(diǎn)身份已知的環(huán)境下，也可以根據(jù)申請(qǐng)規(guī)則指定特定代言節(jié)點(diǎn)運(yùn)行CreditConfirm。執(zhí)行CreditConfirm的申請(qǐng)節(jié)點(diǎn)總數(shù)越小，占用的系統(tǒng)資源就越少,執(zhí)行結(jié)果就被收集全越快，多個(gè)CreditConfirm并發(fā)執(zhí)行成為可能。學(xué)分銀行區(qū)塊鏈中的節(jié)點(diǎn)都有接入審核身份環(huán)節(jié)，學(xué)分認(rèn)定CreditConfirm的并行執(zhí)行成為可能。這種僅在指定可信節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行智能合約的規(guī)則，大大降低了學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)及合約規(guī)則被不可信節(jié)點(diǎn)隨意傳播的可能性，減少了數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險(xiǎn)。

(2)沙箱環(huán)境。學(xué)分銀行區(qū)塊鏈系統(tǒng)的智能合約不能直接運(yùn)行在區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)上，其原因是：①保證合約執(zhí)行結(jié)果不受節(jié)點(diǎn)的軟硬件環(huán)境影響，始終保持一致。②保證在惡意破壞情況下合約仍能獨(dú)立執(zhí)行，保證節(jié)點(diǎn)安全。因此，為了能夠安全穩(wěn)妥地運(yùn)行智能合約必須構(gòu)建沙箱環(huán)境，從而限制和隔離合約使用的資源。

目前,沙箱主要分為虛擬機(jī)和容器兩類(lèi)。虛擬機(jī)將硬件虛擬化。它用軟件部署一個(gè)讓?xiě)?yīng)用程序安全穩(wěn)定執(zhí)行的虛擬硬件環(huán)境，其常見(jiàn)的應(yīng)用有虛擬光驅(qū)、虛擬硬盤(pán)等。它需要增加虛擬機(jī)操作系統(tǒng)，并對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行管理，占用存貯空間多，啟動(dòng)運(yùn)行慢。容器是在軟件層面虛擬化。它在本地主機(jī)的操作系統(tǒng)上部署小規(guī)模虛擬環(huán)境，能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用的高效運(yùn)行和快速遷移，管理上非常簡(jiǎn)單。學(xué)分銀行區(qū)塊鏈系統(tǒng)使用輕量級(jí)的Container容器作為沙箱。CreditConfirm可用Java、Go、Node.js等編程語(yǔ)言來(lái)開(kāi)發(fā)。為提高可擴(kuò)展性，不對(duì)編程語(yǔ)言中一些非確定性的特性進(jìn)行限制。因此，必須比對(duì)多個(gè)申請(qǐng)節(jié)點(diǎn)的合約執(zhí)行結(jié)果,以保證提交數(shù)據(jù)的一致性。

3.隱私保護(hù) 公有鏈的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都存儲(chǔ)著全部交易數(shù)據(jù)的賬本,每個(gè)節(jié)點(diǎn)都參與所有交易信息。它保證了數(shù)據(jù)的可靠性,但增加了系統(tǒng)負(fù)載，降低了數(shù)據(jù)的隱私性。學(xué)分銀行區(qū)塊鏈的節(jié)點(diǎn)包括學(xué)校、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)、企業(yè)、學(xué)員等，它的存貯數(shù)據(jù)為學(xué)員的學(xué)習(xí)成果。要實(shí)現(xiàn)公平公正的學(xué)分認(rèn)定，隱私保護(hù)是必要的保障。

學(xué)分銀行區(qū)塊鏈系統(tǒng)用通道(channel)來(lái)保障數(shù)據(jù)的隱私性。通道可以由多個(gè)參與者自發(fā)組建，是一種基于多鏈的數(shù)據(jù)分區(qū)。通道內(nèi)的所有學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)存貯在內(nèi)部鏈上，通道內(nèi)的節(jié)點(diǎn)可以訪(fǎng)問(wèn),通道外的節(jié)點(diǎn)無(wú)訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限。學(xué)分銀行區(qū)塊鏈系統(tǒng)將學(xué)分存貯、認(rèn)定、轉(zhuǎn)換用相互隔離的多個(gè)通道來(lái)實(shí)現(xiàn)，如前面圖1中的學(xué)分認(rèn)定就是在一個(gè)通道內(nèi)完成的。多通道讓平行執(zhí)行多個(gè)應(yīng)用成為可能，提高了系統(tǒng)的整體效率，也實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的隱私保護(hù)。

總之，區(qū)塊鏈集成了鏈?zhǔn)絽^(qū)塊結(jié)構(gòu)、分布式數(shù)據(jù)存貯、時(shí)間戳數(shù)字簽名、公私密鑰、智能合約等多種技術(shù)，讓多個(gè)互不信任的機(jī)構(gòu)利用機(jī)器共識(shí)實(shí)現(xiàn)一致性記賬，使對(duì)賬周期大大縮短，跨機(jī)構(gòu)業(yè)務(wù)摩擦減少，低成本高效率成為可能。基于區(qū)塊鏈技術(shù)的學(xué)分銀行信息平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)平臺(tái)上各節(jié)點(diǎn)的互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)成果的可信存貯，不同機(jī)構(gòu)之間學(xué)分的可信互認(rèn)，讓彈性學(xué)制、終身教育成為可能。目前，教育機(jī)構(gòu)、關(guān)注教育與未來(lái)社會(huì)發(fā)展的機(jī)構(gòu)以及有識(shí)之士已開(kāi)展積極行動(dòng)，通過(guò)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用基于區(qū)塊鏈技術(shù)的教學(xué)管理平臺(tái)，積極迎接“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的加速到來(lái)。