基于區(qū)塊鏈技術(shù)的在線學(xué)習(xí)資源管理應(yīng)用探索

10.3969/j.issn.1671-489X.2022.05.055

摘 要 針對在線學(xué)習(xí)資源管理“采集—存儲—管理—應(yīng)用”的全生命周期，基于區(qū)塊鏈技術(shù)的特征，分析區(qū)塊鏈對在線學(xué)習(xí)資源管理的適用性，探討區(qū)塊鏈實現(xiàn)在線學(xué)習(xí)資源全生命周期管理的技術(shù)路徑，以期為開放大學(xué)在線學(xué)習(xí)資源管理探尋一種新思路。

關(guān)鍵詞 開放大學(xué)；區(qū)塊鏈技術(shù)；在線學(xué)習(xí)資源；去中心

化；全生命周期管理

中圖分類號：G728 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）05-0055-03

0 引言

2012年，我國開放大學(xué)體系成立時就提出“現(xiàn)代信息技術(shù)是開放大學(xué)的支撐和核心能力，要創(chuàng)新教育教學(xué)模式，整合優(yōu)質(zhì)教育資源并促進(jìn)社會成員共享優(yōu)質(zhì)教育資源，致力于教育公平”[1]。2016年，教育部對辦好開放大學(xué)提出指導(dǎo)意見：“堅持開放辦學(xué)，服務(wù)全民學(xué)習(xí)。順應(yīng)全民學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)需求，向社會最大程度開放教育資源，提供形式多樣教育服務(wù)”[2]。在線學(xué)習(xí)資源是開放大學(xué)最重要的數(shù)據(jù)資產(chǎn)之一，它的整體質(zhì)量和管理水平影響著遠(yuǎn)程教育的教學(xué)效果，體現(xiàn)著學(xué)校的綜合競爭力。

廣東開放大學(xué)多年來投入大量人力、物力和財力建設(shè)在線學(xué)習(xí)資源，包括課件、課程資源、專家講座等，對學(xué)校遠(yuǎn)程教學(xué)起到巨大的推動和支持作用。隨著云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的發(fā)展，學(xué)校在線學(xué)習(xí)資源管理和服務(wù)的難度日益增加，面臨前所未有的挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)在三個方面。

1）學(xué)校在線學(xué)習(xí)資源數(shù)量急劇增加，管理方式主要以目錄樹形式按時間順序集中存儲在本地服務(wù)器上，容災(zāi)備份能力弱，數(shù)據(jù)存在安全隱患。

2）學(xué)校在線學(xué)習(xí)資源來源主要有三類，即自建、共建和購買[3]，部分資源因權(quán)益不清，致使無法開放共享或者開放共享范圍狹小，造成閑置浪費。

3）學(xué)校在線學(xué)習(xí)資源開發(fā)主體各異，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不一，服務(wù)方式落后，重復(fù)建設(shè)嚴(yán)重。

為促進(jìn)在線學(xué)習(xí)資源管理與服務(wù)水平的提升，需要掌握高效安全的相關(guān)技術(shù)和軟件工具，以推動在線學(xué)習(xí)資源的共享和利用。作為一種新興的、國家大力支持的技術(shù)，區(qū)塊鏈本質(zhì)上是一個共享數(shù)據(jù)庫，存儲于其中的信息具有開放性、集體維護(hù)等特征，這種特性為在線學(xué)習(xí)資源的管理與服務(wù)提供了全新的契機和更多的可能。鑒于此，本文嘗試探索區(qū)塊鏈技術(shù)在在線學(xué)習(xí)資源全生命周期的協(xié)同采集、安全存儲、智能管理和開放共享等環(huán)節(jié)的應(yīng)用。

1 區(qū)塊鏈概述

2008年，一個叫中本聰（Satoshi Nakamoto）的神秘人首次闡述了基于P2P網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、加密技術(shù)、時間戳技術(shù)等的電子現(xiàn)金系統(tǒng)，標(biāo)志著區(qū)塊鏈技術(shù)的誕生[4]。其中，分布式共享賬本是區(qū)塊鏈最核心的技術(shù)之一，它為鏈上的所有參與者（或稱為節(jié)點）創(chuàng)建堅實的互信基礎(chǔ)，并實現(xiàn)多個主體的一致行動。區(qū)塊鏈的主要技術(shù)特征整體來講可以概括為如下幾點[5-6]。

1.1 去中心化

區(qū)塊鏈?zhǔn)褂梅植际焦蚕碣~本技術(shù)方案，不存在集中式的硬件設(shè)施或者權(quán)威性的管理機構(gòu)，鏈上任意節(jié)點的權(quán)利和義務(wù)都是均等的，鏈上的數(shù)據(jù)信息由整個系統(tǒng)的節(jié)點共同維護(hù)。

1.2 開放性

在區(qū)塊鏈中，除了節(jié)點的私有信息被加密外，鏈上的數(shù)據(jù)信息對所有人公開，任何人都可以通過公開的接口查詢所需數(shù)據(jù)、開發(fā)相關(guān)應(yīng)用。因此，整個區(qū)塊鏈上的信息是開放共享和高度透明的。

1.3 自治性

區(qū)塊鏈采用基于協(xié)商一致的規(guī)范和協(xié)議，使得鏈上所有節(jié)點能夠在去信任的環(huán)境中自由安全地流通數(shù)據(jù)，使得對“人”的信任改成對機器的信任，所謂“Code Is Law”。

1.4 不可篡改

新的數(shù)據(jù)信息一旦經(jīng)過驗證并添加至區(qū)塊鏈中，就會被永久存儲。除非鏈中超過51%的節(jié)點被攻破控制，否則單個節(jié)點對區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的修改是無效的。因此，區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)具有極高的穩(wěn)定性和可靠性。

2 區(qū)塊鏈對在線學(xué)習(xí)資源管理適用性分析

2.1 去中心化保障在線學(xué)習(xí)資源的安全存儲

截至目前，廣東開放大學(xué)的在線學(xué)習(xí)資源主要以目錄樹的文件形式集中存儲在本地服務(wù)器中，只有少部分資源實現(xiàn)云部署，若出現(xiàn)黑客攻擊、病毒入侵或者人為操作失誤等情況，在線學(xué)習(xí)資源會受到毀滅性損壞，資源服務(wù)將被迫終止。區(qū)塊鏈去中心化的分布式賬本技術(shù)將為在線學(xué)習(xí)資源存儲提供一種新思路，資源存儲不再依賴某一中心節(jié)點，而是由整個區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的所有節(jié)點共同維護(hù)。一個節(jié)點的數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題，可以通過其他節(jié)點進(jìn)行恢復(fù)，這就解決了資源集中式存儲災(zāi)備脆弱的弊端。

2.2 開放性有利于在線學(xué)習(xí)資源的協(xié)同采集

區(qū)塊鏈技術(shù)的底層基礎(chǔ)是開源的，除了鏈中節(jié)點的私有信息被加密外，區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)信息對所有人開放，任何人都可以通過公開的接口查詢數(shù)據(jù)信息、開發(fā)相關(guān)應(yīng)用。廣東開放大學(xué)在線學(xué)習(xí)資源的來源共有三種形式：自建、共建和購買。其中自建資源占主導(dǎo)地位。實事求是地講，優(yōu)質(zhì)的在線學(xué)習(xí)資源應(yīng)該是多元主體協(xié)同創(chuàng)建的集體智慧結(jié)晶，學(xué)校在線學(xué)習(xí)資源建設(shè)部門可以嘗試?yán)脜^(qū)塊鏈的開放性，讓學(xué)校信息技術(shù)人員、專業(yè)教師、資源管理者等積極參與資源的共建共享。

2.3 不可篡改保證在線學(xué)習(xí)資源的真實完整

任何一種資源創(chuàng)建都是為了使用者有效利用，在線學(xué)習(xí)資源也不例外，其管理的終極目標(biāo)是用戶的獲取利用。資源數(shù)據(jù)的真實完整是教學(xué)應(yīng)用中最基礎(chǔ)、最根本的要求。在在線學(xué)習(xí)資源管理中，數(shù)據(jù)有時候會面臨被人為誤操作或者編輯修改的行為。在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，新的數(shù)據(jù)信息產(chǎn)生后會被加密，然后向全鏈的用戶節(jié)點廣播，所有用戶節(jié)點通過復(fù)制獲得一份完整的數(shù)據(jù)信息備份，區(qū)塊鏈依此形成強大的資源恢復(fù)能力，可保證在線學(xué)習(xí)資源信息的真實性和完整性。

2.4 公開透明避免在線學(xué)習(xí)資源的重復(fù)建設(shè)

廣東開放大學(xué)在線學(xué)習(xí)資源建設(shè)存在信息孤島、重復(fù)建設(shè)等現(xiàn)象，如有些部門各自為政，缺乏相互間全局性的交流溝通，沒有充分做好前期調(diào)研就創(chuàng)建資源，導(dǎo)致在線學(xué)習(xí)資源不能實現(xiàn)有效共享，造成資源浪費。而區(qū)塊鏈中的所有數(shù)據(jù)信息對全部用戶節(jié)點均是公開透明的，用戶對其可以借鑒利用、互通有無，如此不僅可以促進(jìn)資源流通，還能避免資源浪費，這是區(qū)塊鏈最有應(yīng)用價值的特征之一。同時，每個用戶都能回溯鏈中所有數(shù)據(jù)信息，這在一定程度上也避免了在線學(xué)習(xí)資源的重復(fù)建設(shè)。

3 區(qū)塊鏈實現(xiàn)在線學(xué)習(xí)資源全生命周期管

理的技術(shù)路徑

3.1 在線學(xué)習(xí)資源協(xié)同采集

本質(zhì)上而言，區(qū)塊鏈技術(shù)是一種具有合作機制的加密數(shù)據(jù)庫。在在線學(xué)習(xí)資源安全存儲的機制構(gòu)建中，廣東開放大學(xué)的資源管理體系基本是孤立封閉的，學(xué)校各個院部的用戶獲得在線學(xué)習(xí)資源管理員授權(quán)后才能獲取相應(yīng)的資源，這種管理機制使得資源建設(shè)缺乏必要的多主體協(xié)同參與。依托區(qū)塊鏈的合作機制，可以集中校內(nèi)多部門的相關(guān)人、財、物的力量，基于群體智慧協(xié)同參與在線學(xué)習(xí)資源的建設(shè)和管理，實現(xiàn)多主體之間的協(xié)作信任與一致行動，實現(xiàn)資源的整合和共建，以應(yīng)對學(xué)習(xí)者個性化、多樣化的資源需求。

共識機制是區(qū)塊鏈的核心技術(shù)之一，能夠保證數(shù)據(jù)信息在分布式節(jié)點傳輸時的一致性。因此，學(xué)校每個資源建設(shè)相關(guān)部門需要遵循一定規(guī)則，將完整有效的資源信息存儲到區(qū)塊鏈中。自建的在線學(xué)習(xí)資源一直是廣東開放大學(xué)資源建設(shè)的基礎(chǔ)和亮點，彰顯開放大學(xué)的辦學(xué)特色和遠(yuǎn)程教學(xué)價值，既要共享于網(wǎng)絡(luò)供學(xué)習(xí)者利用，又要保護(hù)其資源數(shù)字版權(quán)不受侵害。在線學(xué)習(xí)資源成品建好后可以被加密存儲在區(qū)塊鏈上，依據(jù)區(qū)塊鏈時間戳技術(shù)，所有資源的元數(shù)據(jù)、資源訪問行為和流通頻次記錄都無法被篡改，這使得在線學(xué)習(xí)資源的數(shù)字版權(quán)得到有效保護(hù)。在線學(xué)習(xí)資源質(zhì)量是遠(yuǎn)程教學(xué)的基礎(chǔ)保障，在教學(xué)應(yīng)用的任何環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題均可通過區(qū)塊鏈追溯到相應(yīng)責(zé)任人。因此，在線學(xué)習(xí)資源建設(shè)相關(guān)人員的責(zé)任意識將得到提升，在線學(xué)習(xí)資源質(zhì)量也將得到保障。

3.2 在線學(xué)習(xí)資源安全存儲

隨著各二級教學(xué)院部學(xué)科體系的建設(shè)和發(fā)展，廣東開放大學(xué)積累了海量的在線學(xué)習(xí)資源，再加上每年增加和更新的資源，給服務(wù)器的存儲帶來挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的資源存儲機制已顯得力不從心，迫切需要一種去中心化且安全可信的管理方式為在線學(xué)習(xí)資源的存儲提供技術(shù)支撐。眾所周知，去中心化是區(qū)塊鏈技術(shù)的核心特征之一，在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中所有用戶節(jié)點的權(quán)利和義務(wù)都是均等的，任何一個用戶節(jié)點的數(shù)據(jù)信息的損壞或丟失都不會影響整個鏈中資源的流通共享。同時，用戶都必須遵循基于密碼算法的同一規(guī)則，每次新增數(shù)據(jù)需要鏈中占比超51%的用戶認(rèn)可才有效。代碼即法律，區(qū)塊鏈中的信任僅依賴機器而不需要任何第三方機構(gòu)背書。

在線學(xué)習(xí)資源集中存儲在本地服務(wù)器上，存在被黑客攻擊、病毒入侵的風(fēng)險，也存在管理人員失職、操作失誤等風(fēng)險，服務(wù)器一旦出現(xiàn)故障，在線學(xué)習(xí)資源就會面臨巨大的安全風(fēng)險。如果在線學(xué)習(xí)資源采取區(qū)塊鏈的分布式存儲，那么區(qū)塊鏈中的每個部門節(jié)點都可獨立存儲相關(guān)資源，并依靠共識機制保證資源的一致性。共識機制是區(qū)塊鏈技術(shù)運行的核心環(huán)節(jié)，即通過所有用戶節(jié)點之間的融合達(dá)成共識，選擇和認(rèn)定資源數(shù)據(jù)的有效性，保證在線學(xué)習(xí)資源的完整性。

3.3 在線學(xué)習(xí)資源智能管理

區(qū)塊鏈技術(shù)中的智能合約是一套以代碼形式定義的約定條件，合約的參與用戶將共同達(dá)成的承諾協(xié)議提前安裝到區(qū)塊鏈中，只要達(dá)到約定條件，系統(tǒng)就會觸發(fā)合約自動完成交易。基于區(qū)塊鏈技術(shù)，各部門相關(guān)資源建設(shè)者可以對在線學(xué)習(xí)資源的采集、存儲和訪問等預(yù)先定義好規(guī)則，形成特定的智能合約，等條件具備時則自動執(zhí)行在線學(xué)習(xí)資源的管理。在線學(xué)習(xí)資源不僅需要高配的軟硬件設(shè)施承載運行，而且管理和維護(hù)的工作量巨大。在線學(xué)習(xí)資源管理者可以融合區(qū)塊鏈、云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)管控用戶，執(zhí)行制定好的智能合約，提高在線學(xué)習(xí)資源管理的智能化水平。例如：當(dāng)用戶訪問資源時，區(qū)塊鏈系統(tǒng)自動調(diào)取資源給予反饋；有新資源寫入鏈中時，自動通知所有用戶驗證并備份；區(qū)塊鏈資源數(shù)據(jù)出現(xiàn)故障時，自動發(fā)送信息聯(lián)系維護(hù)人員等。通過智能合約等技術(shù)，在線學(xué)習(xí)資源管理人員只要預(yù)先定義好規(guī)則和條款，當(dāng)達(dá)到設(shè)定條件時，用戶的訪問便可自動運行，這極大促進(jìn)了在線學(xué)習(xí)資源的共建共享。

3.4 在線學(xué)習(xí)資源開放共享

非對稱加密是區(qū)塊鏈系統(tǒng)安全的重要保障。存儲在區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)信息是公開透明的，但用戶身份信息是高度加密的，這保證了數(shù)據(jù)的安全和個人的隱私。用戶節(jié)點的身份認(rèn)證是開放大學(xué)在線學(xué)習(xí)資源開展服務(wù)的前提條件，某些條件下，用戶身份認(rèn)證的不便會影響其權(quán)益的行使。開放大學(xué)的學(xué)生一般分布在不同的地方，對他們的身份識別相當(dāng)煩瑣和困難。現(xiàn)實中為保護(hù)學(xué)校在線學(xué)習(xí)資源的數(shù)字版權(quán)，管理者通常將其使用權(quán)限設(shè)定為授權(quán)的IP地址范圍內(nèi)，這樣對于分散在各地的開大學(xué)生或出差在外的教師等則會因為無法通過校園網(wǎng)IP識別而被剝奪使用在線學(xué)習(xí)資源的權(quán)益。可以將師生身份信息存到區(qū)塊鏈中，為他們提供唯一的數(shù)字身份認(rèn)證并授權(quán)，憑此數(shù)字身份可不受IP范圍限制自由訪問區(qū)塊鏈中學(xué)校的在線學(xué)習(xí)資源，這樣既可以保護(hù)資源的數(shù)字版權(quán)，又可以促進(jìn)資源共享。

在線學(xué)習(xí)資源共享的最終目標(biāo)是實現(xiàn)對資源的高效利用，在相關(guān)政策法規(guī)的指導(dǎo)和支持下，對在線學(xué)習(xí)資源各項權(quán)益進(jìn)行有效保護(hù)可以更好地促進(jìn)資源共享。在線學(xué)習(xí)資源使用過程中，資源數(shù)據(jù)的內(nèi)容篡改、非授權(quán)使用等會對資源擁有者的權(quán)益帶來損害。區(qū)塊鏈能夠?qū)⒃诰€學(xué)習(xí)資源元數(shù)據(jù)的使用情況詳細(xì)記錄下來，包括資源屬性、產(chǎn)權(quán)信息、流通信息及時間屬性等，保障數(shù)據(jù)的權(quán)威性，在一定程度上保證在線學(xué)習(xí)資源能夠被安全、可靠地使用。

4 結(jié)束語

區(qū)塊鏈技術(shù)將對人類生產(chǎn)和生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。開放大學(xué)在線學(xué)習(xí)資源管理者應(yīng)充分認(rèn)識區(qū)塊鏈技術(shù)廣闊的應(yīng)用前景，積極探索方法，勇于實踐建設(shè)，挖掘應(yīng)用潛力，探索在線學(xué)習(xí)資源與區(qū)塊鏈技術(shù)的深度融合，推動在線學(xué)習(xí)資源管理的創(chuàng)新發(fā)展。目前在技術(shù)層面上，區(qū)塊鏈的資源管理應(yīng)用還沒有直接可用的成熟產(chǎn)品。相比互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，人們可以用瀏覽器、APP等具體應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)信息的瀏覽、傳遞、交換和應(yīng)用，但區(qū)塊鏈明顯缺乏這類突破性的應(yīng)用程序。同時，在應(yīng)用區(qū)塊鏈過程中也有一些關(guān)鍵問題亟待解決，例如：如何對學(xué)校在線學(xué)習(xí)資源現(xiàn)有管理模式進(jìn)行改造？如何順利遷移資源數(shù)據(jù)？如何實現(xiàn)學(xué)校在線學(xué)習(xí)資源管理在區(qū)塊鏈上的技術(shù)落地？

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*項目來源：廣東省哲學(xué)社科規(guī)劃2020年度項目“基于同伴互評的在線學(xué)習(xí)評價機制設(shè)計與應(yīng)用研究”（項目編號：GD20XJY31）；廣州市哲學(xué)社科規(guī)劃2021年度課題“教學(xué)視頻中的教師呈現(xiàn)方式對學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)效果的影響”（課題編號：2021GZGJ159）。

作者：趙鳳梅，廣東開放大學(xué)信息化建設(shè)處，實驗師，研究方向為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、數(shù)字資源建設(shè)；何志斌、楊濤，廣東開放大學(xué)信息化建設(shè)處（510091）。