李国平
广东培正学院 广东技术师范大学
摘要：科技是第一生产力。随着信息时代的到来，科技信息技术已成为影响各行各业发展的重要因素。区块链技术具有的去中心化、数据不可篡改、开放性、自治性、全程留痕等特征使得受到了社会各界的关注。并在金融、工业、农业等各行业得到了广泛的应用，然而在教育领域，区块链的应用却还处于起步阶段。教育数字化、跨地域化、终身教育是未来教育发展的方向。而区块链的本质特征使其在促进教育发展上具有很大的作用。本文通过对区块链技术的分析研究，阐述了区块链技术在教育领域中的应用，为教育系统的建设提供了建议。
关键词：区块链技术 信任机制 教育 教育管理
0引言
自中本聪（Satoshi Nakamoto）成功将区块链作为底层技术应用于比特币中[1]，区块链便在世界范围内引起了狂潮。许多发达国家将区块链技术视为作为前沿技术，积极推进区块链产业创新发展。我国区块链技术开发虽相对较晚，但发展迅速。2016年，国务院在印发的《“十三五”国家信息化规划中》首次将区块链作为前沿技术，与物联网、大数据、云计算等技术一起加入到国家信息化建设中去。2019年10月25日，在中央政治局第十八次集体学习中，习近平总书记强调要加快推进区块链技术产业建设，将区块链技术上升为国家战略技术。目前，我国区块链基础设施与平台已建设完备，区块链技术在金融业、工业、农业、服务业等行业得到了广泛的应用，但在教育领域上的应用尚处于起步阶段[2]。本文通过对区块链技术特点分析研究，阐述了区块链技术在教育系统建设中的应用，为教育系统管理提出相关建议。
1区块链技术概述
1.1区块链技术概念
目前，区块链尚处于发展阶段，对于区块链的概念并没有统一的定义。从技术层面来看，区块链涉及了密码学、分布式计算、博弈论、计算机编程、数学、互联网等多个方面的内容。从应用层面来看，区块链是一本分布式数据存储账本，具有去中心化、数据不可篡改、开放性、自治性、全程留痕等特征。这使得区块链在金融、征信、服务业、工业等多个行业中大受欢迎，应用场景丰富多彩。总的来说，区块链就是应用密码学、共识机制等技术将有效信息按顺序追加上链的分布式数据库。由此可见，本质上，区块链是一个去中心化的数据库。
1.2区块链核心技术
①点对点分布式技术
P2P（Peer 2 Peer）点对点技术，又称为对等网络技术。网络中的参与者共享自己的计算能力和带宽，通过网络提供服务和内容，其它对等点（Peer）可以直接访问这些共享资源而无需中间实体。各节点之间相互独立、平等，节点之间的存储一致性依靠共识机制来保证。P2P网络协议是所有区块链的最底层模块，负责交易数据的网络传输和广播、节点发现和维护。
②非对称加密
区块链在加密过程中使用公钥，而解密则是使用私钥。区块链上每位用户都拥有公钥和私钥两个密钥。用户向全网公开的是公钥，而私钥则由用户自己保存。非对称加密技术解决了对称加密技术分享密钥时所带来的的安全隐患，为用户的信息数据安全提供了保障。
③共识机制
去中心化是区块链的本质特征，区块链上的节点平等、独立。为使各节点之间能达成共识，共同记录下有效的信息，区块链采用了共识机制。应用基于共识的算法，区块链在节点之间建立起“信任”。是所有的节点保持一致。该机制具有“人人平等”、“少数服从多数”的特征。目前所应用的共识机制有通过算力竞争保证系统去中心化可信任的工作量证明机制（proof of work, POW）；根据每个节点所占权益等比例降低挖矿难度系数，从而加快挖矿速度的权益证明机制(Proof of Stake, PoS)；依赖代币投票的权益证明机制（Delegated Proof of Stake，DPoS）以及基于传统的分布式一致性技术的PooI验证池等。
④智能合约
所谓智能合约是指基于区块链信息的不可篡改性而建立的数字化承若。是一个根据预先定义好的规则和条款，允许在没有第三方情况下自动执行的计算机程序。该程序描述了交易双方之间的协议规定，在满足条件的情况下，程序将会被触发自动执行交易。交易安全且可行，可追踪但不可逆转。
1.3区块链技术特征
①去中心化
去中心化是区块链的最明显特征。区块链技术通过分布式核算和存储，实现系统中所有数据均由系统上各个节点共同管理，不再存在中心化的第三方管理机构或者硬件，使得网络结构更高效安全。
②开放性
区块链系统数据除交易各方的私有信息被加密对外不公开外，系统数所有数据对全网所有节点都是公开透明的，任何节点都可以对链上信息进行审查、追溯或进行相关应用开发，整个系统信息高度透明。
③信息不可篡改性
区块链通过应用加密算法等技术，实现信息一旦被验证并添加上链后便无法再更改被永久存储在链上。确保了区块链稳定性和安全可靠性，避免了数据被主观认为更改。
④自治性
应用基于协商一致的规范和协议，区块链系统中所有节点可以在没有第三方情况下安全地进行自由的交易，不需要任何人为的操作。
2区块链技术在教育领域中的应用
教育要面向现代化。在教育系统中应用各种科学技术是促进教育发展重要手段之一，区块链技术去中心化、开放性、信息不可篡改性、自治性等特征是解决教育系统中信任、版权证明、透明性等问题的重要手段。2015年，麻省理工学院应用区块链技术，研发了 “非学术性的数字证书”，随后，麻省理工与Learning Machine公司合作，共同开发了Blockcerts钱包，使得任何学校或者开发者都可以使用该钱包对证书进行发行或者验证相关证书[3]。为了进一步促进区块链技术在教育领域中的应用，2017年，欧盟委员会联合研究中心发布了《教育中的区块链》报告，报告重点介绍了区块链在教育领域中的潜力以及应用中所需解决的问题。目前，我国教育领域中区块链的应用研究较少，尚处于萌芽阶段，对区块链技术在教育领域中的应用开展研究具有十分重要的意义。
2.1区块链技术在成绩管理中的应用
学生成绩是学生素质发展的重要指标之一。目前，学生成绩的好坏是我国教育系统中人才录取的准则，是“三好学生”、“优秀班干部”、奖学金等荣誉的称号的评判基础，同时也是未来企业单位人才选拔的重要标准之一。如何避免学生为获得优质成绩单而采取非法手段进系统成绩进行成绩更改等现象的出现，是教育管理系统所需解决的重要问题之一。区块链技术具有信息不可篡改的特征，在教育成绩管理系统中应用区块链技术可以确保系统中成绩不被篡改，保证成绩信息的真实性。与此同时，区块链去中心化的特征使得不同教育机构实现跨平台、跨系统共同学生学习成绩的记录管理。
2.2区块链技术在证书认证体系中的应用
今天，教育领域发展迅速，如MOOCs平台的发展使得学生不在限定本校资源进行学习；不同学校、地区之间的合作交流也使得学生获得更多宝贵的交流学习机会。不同机构所颁发的证书之间如何相互认证，存储并能验证其真实性是往后教育领域发展所需解决的问题。利用区块链技术的信息不可篡改性、分布式存储、时间戳等功能，可以实现“数字证书”的有效管理和验证。“区块链技术+数字证书”机制可以保护链上学位、技能等证书信息不被篡改；与此同时，还能开发统一标准化的验证系统，解决学分认证阻碍等问题。任何允许访问该平台的个人、团体、单位都能轻松对证书进行验证，这减少了证书验证的复杂性，大大节约了工作成本。对于个人而言，亦可通过该平台展示自己个人成果。
2.3区块链技术在学生培养记录中的应用
学生在校表现是用人单位招聘时的重要考虑因素之一。区块链技术可以真实可靠地将学生在校的思想、学习、工作等活动痕迹实时记录到区块链平台上，形成学生个人在校表现电子档案，并长期有效保存在链上。学生个人可以在求职时将此作为简历展示自己的学习表现，而招聘单位亦可通过平台了解学生的在校生涯表现，以此作为人才选拔的标准。
2.4区块链在教学资源版权管理中的应用
随着网络教育的发展，网络课程教学资源逐渐丰富起来，这极大的方便了受教育者的学习，但同时也对课程教学资源的版权带来了一系列的问题。网络资源版权保护制度机制的不完善使得许多教学资源建设者对将原创资源上传到网络上产生拒绝态度。反过来，这又限制了网络教学的发展。区块链的能长久记录信息不被篡改，并能对信息进行追溯，其时间戳等技术能为教学资源开发提供时间先后验证，这教学资源版权保护提供了有效的途径。从而促进教学资源的共享，加强了开放性教育的建设。与此同时，资源共享者还能应用区块链智能合约技术在无需通过第三方机构的情况下实现教学资源有偿使用、购买等任务，大大更低个人成本，提高收入。
3结语
随着国家对区块链的重视，目前我国区块链技术开发环境积极向上。区块链技术的去中心化、开放性、信息不可篡改性、自治性等特征可以帮助搭建可信、安全、便捷，可验证的教育教学管理平台，实现教育资源共享和平台交互管理，促进教育开放性发展，同时也降低管理成本。目前，区块链技术尚在发展过程中，其尚未完成成熟技术和尚未完全完善的基础设施也许会对教育领域中的应用带来技术上的难题。但其在教育领域中具有广阔的应用前景，无疑会为我国教育事业做出巨大贡献。因此，我们需要进一步加深研究，以期打破难关，让区块链技术更好地为教育行业服务。
参考文献：
[1]Satoshi Nakamoto. Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System[J].
[2]中华人民共和国工业和信息化部．2018年中国区块链产业发展白皮书[EB/OL]. （2018-05-21）[2018-07-13].
[3]https://www.sohu.com/a/199637366_462337
[4]李新,杨现民.应用区块链技术构建开放教育资源新生态[J].中国远程教育,2018(06):58-67+80.
[5]霍福华.“区块链+”教育的发展现状及其应用价值探讨[J].晋城职业技术学院学报,2019,12(05):67-69+72.
[6]李久胜,赵丽丽,孔德彭,代绍庆.基于区块链技术的浙江“智慧制造”平台建设构想[J].中国教育信息化,2018(02):90-92.
[7]吴刚.基于区块链技术的网络安全应用技术研究[J].网络安全技术与应用,2020(10):28-29.
[8]冯伟,陈薇.区块链数字版权保护系统的构建[J].中国报业,2020(19):28-29.
[9]刘凤鸣,陈玥彤.区块链技术研究述评[J].山东师范大学学报(自然科学版),2020,35(03):299-311.
[10]李凤英,何屹峰,齐宇歆.MOOC学习者身份认证模式的研究——基于双因子模糊认证和区块链技术[J].远程教育杂志,2017,35(04):49-57.
[11]郑敏,王虹,刘洪,谭冲.区块链共识算法研究综述[J].信息网络安全,2019(07):8-24.
[12]王化群,吴涛.区块链中的密码学技术[J].南京邮电大学学报(自然科学版),2017,37(06):61-67.
[13]中国区块链技术和产业发展论坛．中国区块链技术和应用发展白皮书（2016）[EB/OL] .（2016-10-18）[2018-07-13]