基于区块链智能合约的社区教育学习成果认证系统研究

邵文莎，祝珊珊

(江苏开放大学 江苏省终身教育学分银行管理中心，江苏 南京 210036)

0 引言

由于社区教育是终身教育体系的重要一环，社区教育学习成果认证对于构建终身学习体系具有重要的作用。随着信息化时代的到来，把区块链等新一代信息化技术融入社区教育学习成果认证成为了可能。2018年，教育部发布的《教育信息化2.0行动计划》指出：“积极探索基于区块链、大数据等新技术的智能学习效果记录、转移、交换、认证等有效方式，形成泛在化、智能化学习体系，推进信息技术和智能技术深度融入教育教学全过程”[1]。《教育部等九部门关于进一步推进社区教育发展的意见》中也指出：“要推进社区教育学习成果积累转换，探索建立居民个人学习账号，开发、研制具有学时记载等功能的社区学习卡，记录学习者注册报名、培训考勤、线上线下学习学时等具体信息，形成居民终身学习电子档案，探索建设社区教育学分银行，建立和完善社区教育学习成果认证、积累和转换制度”[2]。

作为终身教育重要组成部分的社区教育，是学习型社会建设的重要载体。社区教育与传统的学校教育相比具有全民参与、公平开放、资源共享等特点，具有时间、空间上学习便利的优势。然而目前社区教育与新一代信息技术的融合存在着不够深入的问题，在一定程度上阻碍了社区教育的发展，也制约了社区教育学习成果认证。随着信息化时代的来临，顺应信息化社会发展的需要，把新一代信息化技术充分融入社区教育成了可能和必然的趋势。区块链技术作为信息化技术的重要手段，已经被有效应用于很多领域。考虑到社区教育信息具有去中心化，并且对于安全性要求较高等特点，而区块链智能合约具有去中心化、可信息共享、安全可靠等特点，正适合应用于社区教育学习成果认证中。通过区块链智能合约技术，记录学习成果，促进成果转化，将有助于推动我国社区教育的进一步发展。

1 智能合约技术介绍

1.1 区块链技术简介

区块链是一种分布式账本(数据库)技术，由多种成熟技术组合而成。区块链应用分布式共识算法生成数据，通过P2P传输数据，依靠自动化脚本或智能合约实现各种应用功能[3]，具有多方数据一致、数据不可篡改、数据隐私保护以及业务智能驱动等特点。

目前，区块链技术已经从单纯的技术研究进入到落地应用阶段，并逐步应用在了教育领域，在学习成果记录、学习过程监控、学习资源共享、学习动机激励等方面发挥重要作用，从而有效保障学习成果数据的真实性和安全性。

1.2 智能合约概述

区块链利用智能合约进行编程和操作数据，是一种全新的去中心化基础架构和分布式计算和存储范式[4]。

智能合约就是用计算机语言取代了法律语言记录条款并由程序自动执行的合约。智能合约部署到区块链上，具有合约内容公开透明及合约内容不可篡改的特点。智能合约包括智能合约生成、智能合约发布、智能合约执行三个部分[5]。智能合约全生命周期如图1所示。

图1 智能合约全生命周期图Fig.1 Lifelong circle of smart contract

智能合约生成主要包括沟通智能合约准则、制定具体智能合约、进行合约验证及形成智能合约代码。详细过程为：各合约参与方进行沟通，明确各方的权利及义务，确定具体化智能合约文本并程序化文本，经验证后形成智能合约代码。

智能合约发布主要包括测试和发布，通过P2P的方式将签名后的合约分发至每一个节点，每个节点通过将收到的合约存储在内存中等待共识。

智能合约执行是需要预置触发情况进行触发的，验证通过的合约经过共识后会自动执行，整个合约的处理过程均由系统自动完成，避免了人为干预，从而实现不可篡改及公开透明。

2 基于区块链智能合约的社区教育学习成果认证系统

2.1 基于区块链智能合约的社区教育学习成果认证系统架构设计

构建的基于区块链智能合约的社区教育学习成果认证系统如图2所示。该系统由用户层、应用层、逻辑层及数据层四个部分组成，其中：用户层为系统各种用户的登录界面，用户可以通过电脑或手机进行登录；应用层则包括四个模块，分别是证书管理、智能合约、统计分析、交流中心，每个模块均包含诸多的功能，其中证书管理可对数字化学习证明凭证进行发放和管理，智能合约可自动完成社区教育学习成果的存入和核验功能，统计分析则为用户提供学习成果的查询、统计、分析功能，交流中心便于各类用户经常性的交互；逻辑层和数据层可分为区块链数据及关系型数据库两个部分，逻辑层负责对系统成果数据进行管理，数据层负责数据的访问及存储等操作。

图2 基于区块链智能合约的社区教育学习成果认证系统Fig.2 Community education learning achievement certification system based on blockchain contract

2.2 基于区块链智能合约的社区教育学习成果认证系统功能及应用

随着新一代信息技术逐步应用在社区教育中，使得社区教育覆盖范围和服务人群不断扩大，同时也产生了海量的社区教育数据。然而，不管是社区教育灵活多样的教学方式，还是自我导向性质的学习过程中学生提供的复杂的学习成果，都很难用一个全国性质的统一标准囊括社区教育的全部细则，因此社区教育的信息在一定程度上是不依赖于中心化的。采用本研究构建的基于区块链智能合约的社区教育学习成果认证系统，各社区教育机构可以以联盟形式进行协作，通过签署联盟章程，明确各方权利和义务，达成社区教育学习成果数据存储共识，各社区教育机构通过沟通发布智能合约，以将达成的共识确定下来。之后发布合约并执行合约，合约在执行的过程中将相关数据存入区块链，以保障合约执行的有效性。通过智能合约自动化将社区教育学习成果存储于区块链之上，本研究采用的学习成果上链方式如图3所示，通过采用图3的方式进行部署，区块链可以起到数据存证的作用，学习者可以随时通过个人终端直接在数据中心的数据库上查阅自己的学习成果数据，实现社区教育学习成果数据可追溯、可信任、不可篡改的目的。

图3 学习成果数据上链方式Fig.3 Learning outcome data linking method

由于社区教育具有学习方式灵活、学习资源丰富、参与受众广、自我导向等特点，在自我导向性质的社区学习中学习者提供各类学习成果证据，并委托给学校评估者判断是否符合学校的学科标准，这些都导致了社区教育学习成果信息量巨大且繁杂，对于信息的安全可靠性要求也相对较高。又由于造假成本低，导致了防伪难度较大。通过采用本研究构建的基于区块链智能合约的社区教育学习成果认证系统，各社区教育机构还可以在智能合约中与学习者约定获取区块链数字化学习证明凭证所需完成的总的学习成果数量，当学习者学满规定的学习成果数目，系统还可以基于区块链自动发放数字化学习证明凭证，学习者可随时查阅自己已经获得的学习证明凭证，可按照需要自主转发给求职机构等数据使用方，而当学习者选择继续学习时，经学习者授权后，被授权的教育机构可以通过区块链查询学习者全部的过往学习证明凭证，可作为学习者先前学习成果认定的证据，符合该教育机构的转换条件，可以免修相关课程，以避免学习者重复学习，在确保个人隐私的基础上实现社区教育学习成果数据的共享，由于没有人为干预，因此可以有效保障社区教育学习成果认证的公平公正。

社区教育信息交互非常频繁，不同学生、用人单位及各类社区教育机构需要经常性的进行交互，去中心化的交互可以节约成本，方便社区学校、学生以及社会各种机构之间的沟通。通过采用本研究构建的基于区块链智能合约的社区教育学习成果认证系统，各社区教育机构之间可根据自身需要加入相应的联盟。联盟内的教育机构可直接进行沟通，在存储学习成果的基础上进行学习成果转换。加入联盟后，联盟内成员需要遵守联盟章程等基本的共识，但是对于具体的政策规定，教育机构可以根据自身需求选择是否执行，这也是教育机构自身的办学自主权。采用这种去中心化的交互方式，可以简化流程，降低一些不必要的成本。

3 结语

设计了基于区块链智能合约社区教育学习成果认证系统架构，通过应用区块链智能合约技术，实现了社区教育学习成果跨空间、跨时间的数据贯通。将区块链智能合约这一新一代信息技术充分融入到社区教育学习成果认证中，以新一代信息技术推动社区教育学习成果认证的公信力，激发社区学习者内在的学习动机，优化社区教育管理，激活社区教育参与的积极性，促进社区教育价值的提升，以推动我国社区教育的进一步发展，从而形成更加完善、系统、科学的终身教育体系。