区块链赋能“时间银行”在校园互助中的应用探索

钱 瀛，牛文博，王文韬，王庭雍，黄梓添，贺书锋

(1.上海第二工业大学 经济与管理学院，上海 201209；2.上海海事大学 交通运输学院，上海 200135)

1 引言

“互助”一词出自巴金《灭亡》第九章，通常指个体之间进行合作以获取一方或共同的利益。互助是优良传统文化，作为新时代的大学生群体，正处于一个逐渐接触熟悉社会的阶段，如何激发其志愿精神，唤起互助热情，是当下急需解决的重要问题。目前校园互助活动范围较为局限，学生间虽有互助意识，但由于存在信息渠道较窄等问题，导致有互助意愿的学生不能有效率地进行互助活动。现有传统校园互助媒体无法兼顾灵活性、时效性和信息安全，学生接受程度低，学生在互助活动中获得的满足感也较低。

“时间银行”概念最初由美国学者Edgar Kahn在20世纪80年代提出，他将“时间”作为一种可以储蓄也可以流通的货币，通过预期回报的方式来认可人们的贡献。随着“时间银行”的发展，固有的问题也浮出水面，如发展中缺乏统一数据库、时间币发放与结算标准不统一等问题。区块链具有信息即时、隐私计算及安全共享等方面的优势，为文章研究“时间银行”应用于校园互助提供了可能性。区块链技术的作用在于实现所有互助活动的分布式记录、信息发布和供需匹配，从而使互助行为可追溯、公开化、透明化，同时可解决传统“时间银行”缺乏数据管理、可信度低下的问题。为此，文章提出区块链赋能“时间银行”在校园互助中的应用场景，以期为破解当下校园互助平台发展的困境提供理论上的参考。

2 区块链赋能“时间银行”在校园互助场景应用的价值

2.1 区块链技术优势及先进性

区块链被称为下一代的互联网，是一种去中心化新兴加密货币的基础系统架构。从2008年由中本聪引入区块链一词开始，区块链由于自身的无法伪造、可跟踪、去中心化等优点而越发引起学术界重视。

图1 区块链技术优势

2.2 区块链赋能“时间银行”在校园互助中的应用场景及价值体现

2.2.1 应用场景

从“时间银行”校园互助概念看，区块链比传统中央数据库更契合校园互助与合作的设计意图。借助类似于P2P的应用交换平台，可以有效促进学生、老师与学校三者间的良性交流互动。区块链技术可以减少“时间银行”运行管理的人力物力成本，提升信息系统的运营管理效率，避免工作重叠与依赖专业人员完成信息记录(黎昌珍等，2021)。

区块链校园互助平台相较于如“帮帮酱”等非学校官方媒体，具有公信力及保护性。借助于区块链技术的不可篡改和溯源性，所有记录在案的助人行为都是真实且可查的，还可以利用其信息流动对称、真实、公开记录的特点将助人服务量化为时间积分存储于“时间银行”账户中，助人者提供服务获取时间积分，求助者消费时间积分获得服务，既提升助人服务的效率，又促进校园互助氛围，将此模式引入校园可以替代原有论坛发帖模式下的传统校园互助。

2.2.2 价值体现

区块链技术能提高信息可信程度，提高效率，同时避免了传统信息层级结构中“层层向下”的影响导致信息传输滞后和不公开透明(王克平等，2022)。区块链技术采用分布式账簿，按照节点进行数据分布存储，可有效避免统计延后或数据丢失等问题；这同时减少了数据遭到篡改的风险，提高了数据的可信性。非对称加密保障了用户的隐私不受到侵害，共识机制和智能合约在技术层面保障互助活动的可行性。这些技术使平台不仅可以保护用户数据与隐私，保障互助活动的进行和真实性，一定程度上还减少了平台后续维护成本。

在校园层面，校园互助平台作为承接老师、学生群体活动的网络平台，任何求助信息都可在该平台上发布，可以上链的互助服务包括学习辅导、实物流转等。“时间银行”的模式可鼓励学生群体参与活动，提高其对互助活动的认同感与满足感，从多方面鼓励引导互助行为。

3 区块链赋能“时间银行”校园互助平台的理论技术架构

区块链技术的高透明、不可篡改、去中心化的特性来源于其底层架构，文章所构建的区块链校园互助平台拟将其基本框架划分为六层。

3.1 数据层

3.1.1 数据层的基础架构

数据层架构具有两块功能：存储数据和保证账户、交易的安全。在数据层中，通过某一固定的哈希算法、非对称加密技术、Merkle树的算法和技术逻辑进行实现。哈希算法实现的功能是对一组任意数据进行计算得到一个固定长度的输出。非对称加密指加密时密钥是公开的，解密时需要私钥。数据层在进行数据处理时还会加上时间戳进行标记，具有唯一性。

3.1.2 互助平台区块链数据层的工作原理

文章所构建的互助平台在区块链数据层的工作原理如下：

X1=同学A提供给了同学B一项B急需的信息，同学A获得了1个时间积分

X2=同学C帮助老师A完成了一次活动安排，同学C获得了1个时间积分

X3=同学B将帮助同学C取得某项证书，同学B获得了1个时间积分

X4=同学D帮助同学E完成某项业务办理，同学D获得了1个时间积分

在进行数据处理时，首先将四个时间分别加上时间戳，其次通过某一随机的哈希算法将以上四个互助行为分别进行加密并将该哈希算法公布，最后在获得四个哈希值(h1、h2、h3、h4)后，将四个哈希值两两拼接，获得Xa=h1&h2；Xb=h3&h4，接着再次通过哈希算法进行加密，得到ha、hb；将ha与hb拼接得到ha&hb，获得一串字符串后再次重复以上加密获得新的哈希值，以此类推。在这个过程中多次采用哈希算法进行加密，使得数据得到一步步的加密，同时采用Merkle树的算法，对破解者进行混淆的同时，节省了存储空间。最终，数据层将处理得到的数据反馈给数据来源——网络层。

3.2 网络层

在网络层中信息传播采用P2P传输机制，即当有数据上链时，其参与者会将该数据进行局域网内全面广播，其邻近节点接收到信息后再将信息进行传递。用户将接收到的信息先暂时存储在一个临时存储池中，验证有效后将信息转移到账本上并继续向其他节点传输信息。

3.3 共识层

本互助平台主要采用POC，容量证明共识算法，通过分配一定量内存或磁盘空间以解决服务提供者提供的信息。在数据上链后，由用户节点发送给上一级节点一小块数据，该数据确认了本节点已保留一定量的存储空间用于保存数据且同时进行一次数据交换，验证数据。

3.4 激励层

3.4.1 激励层基础架构

区块链的去中心化的特点来源于其分布式记账的规则，节点的记账需要耗费其设备资源——CPU与GPU的算力和存储空间，为了鼓励节点们参与记账并确保整个网络的安全运行，当节点参与记账时，其会获得一定的奖励——交易支付的手续费奖励。

3.4.2 互助平台区块链激励层的工作原理

同学A、B、C、D、E和老师A的初始时间积分都为0，即M0=0。在其完成委托后，得到所对应时间积分的95%，剩余5%为交易的手续费。即所获得的不是数据层中的1个时间积分，而是0.95个时间积分，剩余的0.05个积分将被抽取用于奖励其他进行记账的用户。

当案例中X1、X2、X3、X4委托事件全部完成但尚未被任何人记录时，他们的积分如下：

M学A1=0+0.95=0.95 M学B1=0-1+0.95=-0.05

M学C1=0+0.95-1= - 0.05 M学D1=0+0.95=0.95

M学E1=0-1=-1 M师A1=0-1=-1

时间线继续推进，根据网络层可知，每一次的委托事件完成后都会进行加密上链然后发送至附近节点进行共同记账。这个过程虽然极其迅速，但其余用户在记账上也具有先后顺序，而这个顺序也就决定了其能够获得的交易支付的手续费奖励的多少。

第n位记账的用户获得奖励M奖= 手续费×0.5n

当事件全部完成记录后(假设只有同学A、B、C、D、E和老师A)，每人的时间积分为：

M学A2=M学A1+M奖=0.95+M奖

M学B2=M学B1+M奖=-0.05+M奖

M学C2=M学C1+M奖=-0.05+M奖

M学D1=M学D1+M奖=0.95+M奖

M学E1=M学E1+M奖=-1+M奖

M师A1=M师A1+M奖= - 1+M奖

3.5 合约层

合约层架构是区块链得以运行的根本保证，同时也是其解读、传递各种明文与密文的重要节点。合约层架构中封装着构成区块链系统的各类算法、脚本和复杂的智能合约以及后续对系统进行修补的脚本和更新的合约，是区块链系统实现灵活编程和操作数据的基础。

3.6 应用层

3.6.1 应用层基础架构

应用层的功能包括节点注册、账户管理、数字资产的确认与交易。

在区块链校园互助平台中，每一个人都有权进行信息的上链，也有权进行信息的全面查询。信息的上链具有一定的要求：必须是涉及的所有节点—委托人与被委托人—确认委托完成并由双方进行相互评价后，系统才会允许信息进行上链并可供查询。

3.6.2 互助平台区块链应用层的工作原理

图2 应用层的工作原理

4 区块链赋能“时间银行”校园互助平台的保障机制

4.1 积分量化标准

服务分为简单服务和复杂服务，若只考虑时间的数量单位，却不考虑价值含量，会出现学生提供多次多时的简单服务来换取等时长的高价值服务的问题，因此需要建立积分量化标准以换算服务所对应的时间积分，才能公平地维护每个用户的利益。

量化标准以换取积分量与提供服务价值量贴切度为主要基本准则。为此提供简易的一套标准为例：若以6分钟简单服务时间为1单位时间积分，则1小时简单服务可换取10积分。缘于复杂服务区分于简单服务，可规定6分钟复杂服务时间为n单位时间积分，则1小时复杂服务可换取10n积分。假如统一视复杂服务的价值量为简单服务的2倍，则n=2，而在不同种复杂服务中，也可做详细区分，n可在2上下浮动调整。另外，对于无法以计时来衡量服务时间的服务，可按服务价值量统一规定固定的时间积分报酬，特例可酌情做合理调整。

4.2 监督惩罚机制

在服务过程中，特别是复杂服务，可能会存在服务质量等问题，双方可能产生矛盾。同时，助人方是否合规，按任务要求提供服务也需要受到监管。因此需要建立监督惩罚机制。

双方若有一方对助人活动有异议，可先通过平台向对方协商；若协商无果，则可以再向平台提出申诉，由平台针对具体案件进行仲裁，若有一方对仲裁结果不服，平台可将第三方范围扩大至参与过类似助人活动的群体进行群众投票裁决。若发现用户有违规操作，如骗取积分、非法转移积分等情况，一经发现，取消本次活动所得并额外进行积分扣除惩罚。

5 结语与启示

文章针对当前校园互助的需求痛点，将区块链技术应用到校园互助场景，同时创新性地融入“时间银行”理念，提出区块链校园互助平台的理论模型。利用区块链技术的可追溯性、分布式、公开透明的特点将校园互助活动上链记录，为互助行为提供正向激励；通过“时间银行”解决任意时间点某一人群单向需求造成的不平衡性，借助时间积分激发校园互助回馈氛围，实现互助活动的良性持续发展。在建立校园互助平台初期，如何突破学生使用传统校园互助媒体求助的习惯，宣传吸引学生进入及使用一个新的平台系统是一大需要解决的问题。