基于区块链技术的高等教育新生态研究

2020-12-15高岩松

天津中德应用技术大学学报 2020年4期

摘要：当前，“区块链+高等教育”尚处于萌芽状态。区块链技术具有去中心化、集体维护、安全可信、可追溯性、保护隐私、可编程性等优点，可以区块链技术构建学历证书认证平台、学习学分银行平台、高校综合管理系统、教育资源版权保护、创业资金众筹平台等，推动“区块链+高等教育”新业态从概念走向现实，进而为社会公众提供更加智能、更加便捷、更加优质的高等教育公共服务。

关键词：区块链技术;新生态;区块链+高等教育

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：2096-3769（2020）04-060-05

当前，“区块链+高等教育”尚处于萌芽状态，少数专家学者和高等教育机构进行了积极探索，其目标在于应用区块链思维、技术和模式改造传统高等教育生态，进而推进高等教育系统实现结构性变革。为了实现“区块链+高等教育”新形态的可持续发展，并且充分发挥其积极作用，本研究拟深入梳理区块链技术在高等教育的应用现状，在此基础上提出针对性的发展建议。

一、区块链技术概念

（一）区块链技术的概念

区块链（Blockchain）概念起源于比特幣，其首次出现于中本聪撰写的《比特币：一种点对点的电子现金系统》一文中，并将其区块链技术明确为构建比特币数据结构并实现交易信息加密的基础技术，进而为区块链技术的发展和应用奠定了基础[1]。简言之，区块链是一种基于对等分布式分类账的数据编辑与存储的底层技术，其不再是传统的中心化数据存储方式，而是采取分布式网络记录与存储方式，为其所有节点分配一个数据区块，区块由区块头及区块主体共同组成，区块头负责通过主链连接到下一个区块，区块主体则负责存储数据信息，并通过在区块头内加盖时间戳的方式，按时间顺序将所有的区块组成链式的结构[2]。区块链技术最大的特点在于，数据块中的信息不会被篡改，不再需要第三方机构监管，而是全网公开并由各个节点共同维护，进而保障数据信息的客观性、真实性和可靠性[3]。

（二）区块链技术的核心技术

1.分布式账本技术

分布式账本技术是指分布在不同地方的多个网络节点共同完成一个相同的交易记账，并且每一个网络节点记录和储存的帐目都是完整的而非部分。因此，这就赋予每一个网络节点必要的监督权，并且可以为交易合法性提供证明。分布式账本技术下的交易账本不再由一个网络节点进行单独记录，从而有效防止出现假账的可能性，保证了账目数据的客观性[4]。

2.非对称加密算法

存储在区块链上的交易信息都是公开的，任何一个交易用户都可以使用公开密钥（Public Key）对信息加密，但只有数据拥有者才可以使用私有密钥（Private Key）解密和访问，公钥和私钥同时生成，进而有效保护账目数据的安全性。

3.智能合约

智能合约是一种旨在以信息化、自动化方式传播、验证或执行预先定义好的数字化合约，适合于任意区块链数据结构。主要体现为：如果每个节点的数据信息都是真实可信且不可篡改的，智能合约的透明脚本代码在各个节点的共同监督下，只要达到预先设定好的标准，合约就会被自动执行，外部力量不可干预、篡改，进而保证程序运行结果的可信度[5]。

4.共识机制

共识机制通常是区块链上所有记账节点之间达成的对一个记录有效性的认定标准，其不仅是记录认定的标准，同时也是防止记录造假的手段[6]。目前，区块链共有工作量证明、权益证明、委托权益证明和验证池等四种共识机制，适用于不同的应用场景，以有效杜绝篡改的可能性。

（三）区块链技术的基本特征

1.去中心化

去中心化是区块链技术最为核心的特征之一，其通过点对点的网络拓扑结构，使得区块链上的每个节点都成为交易服务的响应者、请求者，不再依赖第三方机构和中心服务器，进而有效杜绝出现中心机构造假、跑路等问题[7]。在区块链去中心化下，即使某个节点被恶意攻克，也不会影响整个系统，从而更好地保证数据信息的安全性。

2.集体维护

区块链中所有数据区块的地位都是相同的，共同参与对整条链的运营维护，数据与维护行为都是被信任的，即使某个节点维护出现问题，也不会影响到整条区块链的正常运转。

3.安全可信

区块链是一种可以建立信任方式的有巨大潜力的新技术，这种信任关系的建立主要依靠共识算法的科学运用和自我约束，任何恶意篡改行为都会受到区块链其他节点的排斥和抑制。此外，非对称的加密算法、分布式账本技术、共识机制、智能合约等技术的运用，有效保证了区块链数据的不可篡改性，进而增强区块链系统的安全可性。

4.可编程性

区块链技术基础是对外透明开放的，除了交易双方的私有信息被加密之外，其他数据信息都是开源的，所有人都可以从公开的接口查询脚本代码和数据信息，有需求的用户可以通过该脚本代码对智能合约、编辑程序、交易类型进行设计，进而使更多的领域得以应用区块链技术[8]。

5.可追溯性

区块链技术简单而言，就是将各个节点所构成的区块联结成一条长链，一旦其中一个节点或用户发生变化，系统会根据用户的网络地址给予标记，并且采取带有时间戳的链式区块结构将数据存储在各区块中，进而使数据信息的可追溯性和可验证性得以增强。

6.保护隐私

区块链技术本身具有很强的安全可信特征，进而使区块链交易不再需要建立在相互信任的基础上，区块链上各个节点的身份信息不再强制要求公开或验证，可以利用公钥地址代替用户，进而实现匿名性保护，从而有效保护用户的隐私。

二、区块链技术在高等教育领域的应用现状

（一）区块链成绩单

目前，许多高等教育机构都在积极尝试利用区块链技术构建学习经历系统，将学生的学习成绩、学位证书等信息记录在区块链上。塞浦路斯的尼科西亚大学2014年开始将学生成绩、获奖情况等信息储存在分布式账本上，有效保证这些数据信息的真实可靠，成为全球首个使用区块链技术记录学生成绩的高校。未来教育研究所于2016年联合美国高考基金会共同提出“学习即赚钱”项目，其利用区块链技术记录学生学习期间通过常规学术活动和非正式学习活动获得的“学分”，学生毕业之后则自动生成包含其在学习期间所有的学习成果、技能的电子信息数据库，进而为用人单位录用员工提供真实可靠的参考依据。中央财经大学联合世纪互联、微软公司于2016年共同开发中国首个“校园区块链”，利用区块链技术记录学生在校期间的获奖情况、学习成绩、资质证书等证明文件，学生可以直接利用这一可信区块链对外展示，而招聘单位则可以通过链接进行查看，从而有效降低学生求职成本，提升学生求职成功率[9]。

（二）区块链学位证书

美国霍伯顿大学软件工程学院于2015年对外宣布，从2017年开始该学院所有毕业学生学业证书的记录将以区块链的形式完成，相关信息可以公开浏览，但不能被任意下载和篡改，不仅可以保证学历证书的真实性以有效防止学历造假，而且有利于降低人工颁发证书和检阅学历资料的成本。美国麻省理工学院媒体实验室于2015年开始使用比特币区块链认证系统Blockcerts向参加30周年的校友颁发证书，截至2017年10月中旬已经向100多名毕业生发放了基于区块链的数字证书[10]。2019年巴林大学（UOB）将与区块证书颁发系统的供应商Learning Machine合作，成为使用Blockcerts开放标准发布区块链数字文凭的大学之一。肯尼亚政府为了严厉打击造假文凭的非法行为，目前正积极和IBM公司合作尝试建立本国的区块链学历证书认证平台，使所有学校、培训机构等的学历证书都可以在这一平台进行认证，进而实现本国学历证书的公开颁发、传递和检验。

（三）区块链课程

根据区块链媒体“链塔智库”的报告，目前全球已经有30多所高校开设与区块链相关课程，主要集中于中美两国，美国包括卡耐基梅隆大学、纽约大学、普林斯顿大学、麻省理工学院、斯坦福大学等高校，中国则包括清华大学、中央财经大学、同济大学、西安电子科技大学、西安交通大学、上海财经大学、浙江大学、复旦大学、中国政法大学、北京理工大学、解放军信息工程大学和北京邮电大学等高校。在课程教学模式上，大多数高校都开设与区块链相关课程，较少设立具体的区块链专业，全球只有尼科西亚大学设立了首个数字货币硕士课程并接受数字货币学费。除了这些高校开设的线下实体课程，还有部分院校开始尝试开设关于区块链的在线和远程学习课程，牛津大学赛德商学院、加州大学伯克利分校、墨尔本皇家理工大学以及宾夕法尼亚大学沃顿商学院等高校纷纷推出区块链在线课程。

（四）区块链资源共享平台

区块链技术可以帮助不同组织间实现数据资源的共享开放，索尼全球教育（Sony Global Education）利用区块链技术构建起一个开放数据交换协议，通过该协议来自世界各地的机构都可以安全便捷地共享各种官方教育资源和学术信息。与此同时，索尼全球教育、霍伯顿大学、区块链初创公司Bitproof三方共同实现了通过区块链实现对学生学业数据的安全共享，使得学生学业相关数据得以随时被查询和获取。英国开放大学则借助区块链技术将学生和教学资源直接联系起来，进而促进对学习信息和教学工具等教育资源的共享。同时，英国开放大学自主开发出基于区块链技术的“微认证” 组合平台，将学生在不同教育机构修得的学分或成果进行组合、共享，然后向英国开放大学申请认可该组合模式的毕业/学位证书。

三、构建基于区块链技术的高等教育新生态

（一）构建基于区块链技术的学历证书认证平台

学历学位证书不仅是学生专业知识和技术水平的有效证明，同时也是用人单位选拨人才的重要参考依据。伴随着全球就业市场竞争的不断加剧，学历造假事件已屡见不鲜、屡禁不止。在这种现实情况下，学生投递简历之后，企业需要花费大量时间精力去核实学生学历学位证书的真实性，在一定程度上成为阻碍教育全球化发展的重要因素。对此，可以尝试引入区块链技术，构建全新的学历证书认证平台，以实现对学生学历学位信息的完整、真实、可信记录。高校可以将学生获得学历学位证书的方案写入区块链的智能合约中，当学生顺利达到预先设定好的智能合约时，则在区块链区块中自动形成电子版学历学位证书，高校教务部门则在区块链上对这一行为进行验证审核，然后在区块链上向所有节点进行广播，最后生成可供外部机构查询学历学位证书信息的二维码。学生可以随身携带、随时展示，在应聘时可以将数字证书的秘钥发送给招聘单位等有关需求方，方便其查询、验证应聘者的学历学位证书信息，还可以确保个人学历学位证书信息不会被恶意查询。此外，由于区块链技术具有不可篡改、安全可信的优势，其上传的学历学位证书数据信息不会被恶意篡改，可以实现永久保存，即使颁发学历学位证书的机构倒闭了，这些学历学位证书信息仍然可以借助区块链上储存的数据信息进行验证。

（二）构建基于区块链技术的学习学分银行平台

根据相关研究表明，区块链技术和近年来席卷全球的慕课运动之间存在着十分密切的关系，即通过应用区块链技术的不可篡改性、智能合约、共识机制等特征，学习者可以自主管理学习内容、自主记录学习过程、自主管理学习证据，从而打破长期以来由学校拥有并保管学生学习档案的习惯。對于教育机构而言，运用区块链技术全面记录和呈现学生的学习行为、学习过程、教师评价和学习结果，进而有效简化记录流程，提升工作效率。对于学生而言，区块链技术的应用拓宽了其获得教育评价的途径，而且有助于学生跨地区、跨院校甚至跨国转学，不再需要提供纸质的学习证明、成绩单等转学证明。因此，高校可以构建基于区块链技术的学习学分银行平台来解决学分制教育背景下存在的学分认证难题。高校要求将每门课程学分的详细要求写入智能合约，当学生在区块链内选修该门课程并满足预先设定好的条件时，便会自动触发合约，将该生所获该门课程学分写入区块链内，用人单位、其他院校等单位均可以通过区块链对学生学分进行查询、验证。院校间、地区间通过区块链学习学分银行平台可以迅速、方便、低成本地实现学分的记录、查询、验证，辅以完善的学分互认体系，使学生在不同教育机构获得的学分得以认证和交换，进而帮助学生便捷地获得学习证书或学历。

（三）构建基于区块链技术的高校综合管理系统

目前，由于各种原因使得我国高校内部管理存在手续繁多且效率不高的现实问题，可以借助区块链技术重构高校综合管理系统。具体为：（1）高校应以学生为教务管理的中心，将学生与课程教师、教学秘书和辅导员等相关人员建立许可链，进而有效加强学校内部管理的交流和沟通，相关教务人员可以全面了解学生的综合表现，并且借助区块链技术加强对学生的共同管理。（2）高校应以满足学生学习需求为出发点，借助区块链技术构建教学资源共享平台。在高等教育私有链中，为每一位教师分配相对应的区块，教师再将自己的教学资源上传到区块，通过区块链系统验证并达到共识认可之后，在链内进行广播，顺利将其链入区块中，学生则可以在自己的区块中方便快捷地访问教学资源。与此同时，教师将教学资源上传到区块链系统时，可以对这些资源写入私钥和时间戳，从而更好地保护教师教学资源的原创性。（3）基于区块链技术构建学生档案管理系统。学校可以充分发挥区块链技术的安全、透明、不可篡改等优势，将学生在校学籍、学历、招生录取、奖惩情况、助学贷款等档案信息写入区块链中，不仅有利于提升学生档案管理效率，而且有助于解决档案遗失和造假问题。（4）高校可以基于区块链技术构建学生奖励管理平台，将学生获得奖励的各种条件写入区块链上的智能合约，当学生达到智能合约上的相应标准时，便会触发智能合约而自动获得相对应的奖励，这样不仅可以保证学生的成果可以及时得到奖励，而且有利于防止出现不公平、难以界定的问题。（5）高校可以基于区块链技术构建教育基金募捐管理平台，充分利用区块链技术数据的不可篡改和时间顺序性，使捐赠者得以实时追溯资金去向，增强教育捐赠的规范性、透明性和公信力，吸引更多的热心人士持续关注并捐款资助学校发展。

（四）构建基于区块链技术的教育资源版权保护

在高等教育领域中，教师的教学课件、课堂实录、科研成果被剽窃、被抄袭、被改编已成为一种常见现象，不仅严重打击教育工作者的创新积极性，同时也降低了教育工作者的分享积极性。究其根源，主要原因在于数字资源盗版成本低、难以追溯、监管薄弱。对此，可以借助区块链公开透明、时序数据、不可篡改性的特点构建教育数字资源版权保护机制。首先，教师可以通过区块链平台首发其数字教育资源，在写入区块链时便自动加盖时间戳，再加上区块链具有的不可篡改性，尽管其不断被转载，但仍可以保证数据的完整性、一致性，从而保护了原创者的知识产权。其次，借助区块链技术的不可篡改性、可追溯性，数字教育资源在交易和流动过程中其数字签证会自动保存到下一个区块中，一旦发现剽窃、盗版时，原创者便可以迅速追溯、取证，进而降低认证、维权成本。第三，区块链技术可以进一步增强版权交易的公开透明度，使版权交易流程得以简化，增强广大教师的科研创新意识。教育工作者可以将自己科研成果的智能合约上传到区块链中，当有需求的人开始下载和使用时便会自动执行合约内容，次数越多将会获得更多的奖励，进而有利于激发教师的技术创新意识。

（五）构建基于区块链技术的创业资金众筹平台

目前，伴随着国家提出“大众创业、万众创新”战略，越来越多的大学生积极投入到创新创业热潮中，对此，可以合理利用区块链独特的时间戳、非对称加密算法、智能合约机制等先进技术，构建基于区块链技术的大学生创新创业资金众筹平台。一方面，大学生创新创业项目的原创者可以将项目具体情况写入区块链中，借助其不可篡改性、可追溯性等技术防止在众筹资金时发生项目创意被窃取的情况。另一方面，项目资金投资方通过属于自己的区块来及时了解创新创业项目，有助于增强投资意愿，帮助大学生获得更多的资金支持。与此同时，还可以将创新创业项目的具体实施情况写入区块链内，同时将筹资合同写入智能合约，当项目实施达到相应标准时便自动执行合约，从而防止出现诸如筹资方事后反悔、谎报成果、失败跑路等问题，进而增强双方的相互信任，有利于大学生更好地筹集资金以满足项目建设的需要。

参考文献：

[1]丁宝根.“区块链+高等教育”变革的现实性、问题及建议[J].现代教育技术，2019（7）：46-47.

[2]杜华.区块链技术对高等教育发展的价值重构与路径创新[J].现代教育技术，2017（10）：260.

[3]游鸯.区块链技术对教育创新发展的潜在价值[J].江苏经贸职业技术学院学报，2019（2）：61-65.

[4]史强.区块链技术对未来我国高等教育的影响[J].高教探索，2018（10）：5-8.

[5]许涛.区块链技术在教育教学中的应用与挑战[J].现代教育技术，2017（1）：108-109.

[6]杨现民.区块链技术在教育领域的应用模式与现实挑战[J].现代远程教育研究，2017（2）：34-36.

[7]李云凡.试论构建一个基于区块链的军事职业教育在线课程教学服务交易平台[J].现代教育技術，2018（10）：89-92.

[8]李新.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（6）：58-59.

[9]张冠湘.基于区块链技术的高等教育探究[J].西部素质教育，2018（9）：1-3.

[10]李青.区块链：以技术推动教育的开放和公信[J].远程教育杂志，2017（1）：36-40.

收稿日期：2019-12-10