區塊鏈技術在高校教學系統中的應用

陸麗婷

(無錫城市職業技術學院 物聯網工程學院,江蘇 無錫 214153)

0 引言

2020年4 月,教育部發布了《高等學校區塊鏈技術創新行動計劃》,提出到2025年,在高校布局建設一批區塊鏈技術創新基地,培養聚集一批區塊鏈技術攻關團隊,推動若干高校成為我國區塊鏈技術創新的重要陣地。

1 區塊鏈的含義和特征

1.1 區塊鏈含義

區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術的新型應用模式。區塊鏈(Blockchain),是比特幣的一個重要概念,它本質上是一種去中心化、不可篡改、可追溯的基于密碼學的分布式賬本,記錄的是一系列有順序的交易。區塊可以被理解成賬頁,記錄著整個賬本某一頁所有的交易數據[1]。

區塊鏈技術發展經歷了3個主要階段,現在正處于3.0階段,從當前區塊鏈領域的發展生態來看,可以分為底層技術、平臺服務、產業應用、周邊服務4部分。在典型的區塊鏈系統中,節點以組建點對點網絡的方式連接,以區塊為單位產生和存儲數據,一組區塊按照時間順序用密碼學的方式連綴成鏈式數據結構,是未來發展數字經濟、構建新型信任體系不可或缺的技術[2]。

1.2 區塊鏈技術的特性

1.2.1 透明可信

傳統分類賬有中心化和交易非公開的特點,機構掌握所有用戶的賬目信息和交易歷史記錄,區塊鏈有去中心化和交易公開透明的特點,人人參與記賬保證人人獲取完整信息,無中介、每個人掌握每筆交易的信息,信任每一筆交易完全真實,實現信息透明和可信[3]。

1.2.2 防篡改可追溯

防篡改是指交易一旦在全網范圍內經過驗證并添加到區塊鏈,就很難被私自修改或者抹除,區塊鏈通過各個節點多重備份,改了一個節點數據,難篡改其他節點的數據。可追溯是指區塊鏈上發生的任意一筆交易都有完整記錄。防篡改的特性保證了寫入到區塊鏈上的交易很難被篡改,為可追溯特性提供了保證[4]。

1.2.3 隱私安全

區塊鏈可以避免中心服務器數據泄漏導致用戶隱私泄漏的問題。快速發展的密碼學為區塊鏈中的隱私提供了更多的保護方法。同太加密、零知識證明等前沿技術可以讓鏈上數據以加密形式存在,讓交易相關用戶在設定權限內讀取有效數據,這為用戶隱私保護提供了更深層次的保障。

1.2.4 高可靠性

由于區塊鏈系統通常是分布式系統,所以在區塊鏈系統某個節點出現故障時,整個系統能夠正常運轉。當然區塊鏈系統的可靠性也不是絕對的,只能是在滿足一定要求的條件下,能夠保證系統的可靠性。由于區塊鏈相應的要求完全可以被滿足,所以一般認為區塊鏈系統具有高可靠性[5]。

2 區塊鏈在教學過程中的應用

學校中有行政、教學、實驗、后勤、科研、財務等眾多業務系統,數據不互通,手動流轉效率低下的同時,難以保證流轉過程中的準確性和不可篡改。例如實驗數據需要錄入教務處成績數據中,目前一般是手動導出實驗成績數據,再將數據導入教務處成績數據庫中。使用區塊鏈打通各業務系統數據層,提取關鍵數據上鏈,使數據可以跨系統流轉,減少人為干預,將教師教學科研數據、學生學習、實訓、證書等數據上鏈,構建個人全面數據檔案,使其永久保存并且可信可追溯。區塊鏈解決方案如圖1所示。

圖1 區塊鏈解決方案

2.1 區塊鏈應用于課程教學

由于習慣于多年傳統的課堂式教學,上課方式以老師講授、學生被動學習為主,在課堂有限的時間范圍內,老師能講授的內容也是非常有限的,對一堂課能夠展現的方式也是比較單一的,如果能夠把區塊鏈應用于課程教學,可以通過向各不同區塊提供各類學習資源,以及通過區塊對學生的學習過程進行監督,對學習結果進行評判,多方位掌控學生的學習來逐步完善當前單一的學習機制。同時,通過區塊鏈把教師平時課程教學過程中的作業布置、提交與批改、課堂教學討論、課后答疑等環節數據全程記錄下來,不可篡改,作為課程考核和評價的依據。體現了區塊鏈去中心化的特點,去中心化實際上是通過智能合約和分布式賬本完成的。

2.2 區塊鏈應用于教務系統

目前普遍使用的學校教務系統雖然功能齊全,但需要老師通過教務系統手工完成錄入成績、排課調課等各項任務,在這個過程中費時費力且難免會出現錯誤,如果能夠把區塊鏈應用于教務系統,通過區塊可以使學生、課程、成績等系統中所有數據關聯起來,并且可以防篡改,各項數據都可追溯,在減少工作量的同時大大提高安全性。

區塊鏈在應用于課程教學和教務系統的同時,把兩者結合起來,通過中心區塊在課程教學中隨時更新和完善教務系統中的平時成績數據、實驗成績數據,通過去中心化提高成績的真實可靠性,并且有源頭可查,讓學生可以對自己的成績以及成績的評價標準有所了解,以便督促學生完成課程作業和實驗。

2.3 區塊鏈應用于實習實踐

在頂崗實習和跟崗實習環節,實習企業可以通過區塊跟蹤和上傳實習任務,學生可以通過區塊把自己在企業實習的所有情況保存,讓學校和教師有據可查,作為實習環節的重要參考數據,從而能夠保證實習階段學校和實習企業之間能較好地銜接,確保學校能了解每個學生在外實習的情況。

3 結語

區塊鏈技術作為一種新技術,它的出現給人們的工作和生活帶來了較大的利益和影響,同時也帶來了很多的機遇和挑戰,區塊鏈技術在高校教學、實驗、后勤、科研、財務等眾多系統中的統一應用能夠簡化工作程序,提高效率,具有十分重要的意義。