基于區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)學(xué)生信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

周黎

現(xiàn)在是一個(gè)信息化的高科技時(shí)代，在傳統(tǒng)的學(xué)生電子檔案信息系統(tǒng)中，學(xué)生的各項(xiàng)信息會(huì)集中存儲(chǔ)在所在學(xué)校的系統(tǒng)當(dāng)中。每所學(xué)校的學(xué)生各項(xiàng)信息，包括在校表現(xiàn)、成績(jī)信息等都是與本學(xué)校高度相關(guān)的，但每所學(xué)校的信息系統(tǒng)之間一般通常不共享。

學(xué)生一般情況下會(huì)面臨到繼續(xù)升學(xué)和離校就業(yè)的情況，此時(shí)個(gè)人檔案就顯得非常重要。若此時(shí)學(xué)生未對(duì)自己的成績(jī)等相關(guān)信息即時(shí)留存下來或者不慎遺失，便會(huì)因?yàn)楦鲗W(xué)校之間、學(xué)校與就業(yè)單位之間學(xué)生信息無法互通而在需要的情況下帶來不便，甚至造成一定的影響。此外，學(xué)生的信息在學(xué)校的學(xué)生系統(tǒng)中存儲(chǔ)，如果學(xué)校的系統(tǒng)管理員不慎操作不當(dāng)或者系統(tǒng)受到了攻擊，則該信息可能會(huì)泄露并對(duì)學(xué)生和相關(guān)單位造成損害。同時(shí)，學(xué)生的相關(guān)信息學(xué)生的相關(guān)信息可以作為未來電子資產(chǎn)的一種形式，但傳統(tǒng)的學(xué)生信息系統(tǒng)中并不允許學(xué)生對(duì)自己的個(gè)人檔案加密，同樣交易行為也是不允許的。在未來的教育中這些不足會(huì)愈加突出，而現(xiàn)如今不斷發(fā)展的區(qū)塊鏈技術(shù)已成為解決上述問題的一把利器。

區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N具有分布式、去中心化特性的數(shù)據(jù)庫(kù)，類似一個(gè)大賬本，其中存儲(chǔ)的是在這個(gè)大賬本中記錄的交易數(shù)據(jù)。 目標(biāo)是提供一個(gè)不可篡改歷史數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)。 實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的手段不是信任，而是以去中心化、獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制、共識(shí)機(jī)制這三種方法拼合在一起，方可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。

一、在學(xué)生檔案管理系統(tǒng)中運(yùn)用區(qū)塊鏈技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

大多數(shù)大學(xué)畢業(yè)生和在校生，查詢自己學(xué)生檔案的途徑分為在學(xué)校微信公眾號(hào)、教務(wù)網(wǎng)等一些網(wǎng)站或者附帶小程序上來查詢自己的學(xué)生信息檔案。存在信息公布不及時(shí)，網(wǎng)站封鎖無法進(jìn)入的情況，給一些學(xué)生、高校和企業(yè)帶來了很大的麻煩。與現(xiàn)在我們的學(xué)生信息管理模式進(jìn)行對(duì)比，基于區(qū)塊鏈技術(shù)的學(xué)生電子檔案管理系統(tǒng)可以把傳統(tǒng)的管理模式來進(jìn)行升級(jí)。而且，我們經(jīng)過處理的這種數(shù)據(jù)信息的可信度是無可置疑的。 區(qū)塊鏈技術(shù)的特征，即無法更改數(shù)據(jù)，可以保證數(shù)據(jù)被篡改這種其行為是不會(huì)出現(xiàn)的。區(qū)塊鏈的基本思想是分布式管理，分布式記錄，存儲(chǔ)和分發(fā)，沒有人可以控制整個(gè)區(qū)塊鏈系統(tǒng)，這兩種存在可以合理計(jì)算出數(shù)據(jù)的生成周期。因此，增強(qiáng)了現(xiàn)有的學(xué)生檔案查詢的實(shí)用性、安全性、便捷性。

在以往的學(xué)生檔案信息，通常由學(xué)校統(tǒng)一管理，學(xué)生很難做到直接掌握。學(xué)生在讀書期間，在校的各項(xiàng)記錄與表現(xiàn)都需要去記錄。而學(xué)生一旦面臨升學(xué)，會(huì)因?yàn)檗D(zhuǎn)入學(xué)校的學(xué)生信息系統(tǒng)與轉(zhuǎn)出學(xué)校的信息無法互通，而出現(xiàn)學(xué)生信息不能及時(shí)共享的問題，這對(duì)學(xué)生來說，個(gè)人信息將記錄不完整，轉(zhuǎn)入學(xué)校將不能客觀了解學(xué)生的各項(xiàng)信息，對(duì)學(xué)生做一個(gè)整體的判斷，對(duì)教學(xué)來說，也是一種資源的不合理利用。學(xué)生畢業(yè)后進(jìn)入社會(huì)，就業(yè)單位希望了解學(xué)生的在校大體情況，并以此作為入職前的一項(xiàng)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，而由于學(xué)生的信息不完整不互通所造成的的影響也是比較大的。而且在此過程中，學(xué)生檔案保存的安全性也是一項(xiàng)難點(diǎn)。學(xué)生電子檔案基于學(xué)校的管理人員維護(hù)，可能會(huì)發(fā)生信息錄入錯(cuò)誤或者人員瀆職等情況，而學(xué)生查看自己的電子檔案相對(duì)來說不方便，這就使得錯(cuò)誤無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)并修改。再加上學(xué)生檔案是集中存儲(chǔ)，學(xué)校的系統(tǒng)一旦遭到黑客攻擊或者惡意篡改，對(duì)于學(xué)生來說，會(huì)造成一些不必要的損失。

在該設(shè)計(jì)的區(qū)塊鏈下的電子檔案信息系統(tǒng)中利用區(qū)塊鏈的優(yōu)勢(shì)，就簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單解決了上述問題，還能讓學(xué)生擁有私匙進(jìn)行交易，成為了一種新型的數(shù)字資產(chǎn)。

二、基于區(qū)塊鏈對(duì)學(xué)生信息系統(tǒng)需求分析

根據(jù)以上分析，學(xué)生信息檔案的查看存在著大量的需求，因此得出了以下的需求分析（如圖2-1所示）

在學(xué)生檔案信息上鏈通過全網(wǎng)共識(shí)后才可以進(jìn)入學(xué)生檔案管理鏈，學(xué)生信息檔案的合法使用。由于政府、教育主管部門、學(xué)生檔案填報(bào)人員、學(xué)生信息主管部門、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)和多個(gè)用人單位的主體都在鏈上，因此，當(dāng)一個(gè)學(xué)生的檔案被查詢的時(shí)候，確保了學(xué)生信息不會(huì)被惡意查詢和使用。

鏈上信息的使用保證了學(xué)生信息的真實(shí)性，學(xué)生在自己的信息檔案上可以創(chuàng)立多個(gè)數(shù)字證書、數(shù)字憑證，鏈上主體使用自己的私匙對(duì)數(shù)字證書進(jìn)行簽名。

智能合約的設(shè)計(jì)應(yīng)用，當(dāng)滿足一定條件時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)觸發(fā)智能合約進(jìn)行保護(hù)加密，需要相關(guān)人員進(jìn)行驗(yàn)證。

三、區(qū)塊鏈技術(shù)的運(yùn)用對(duì)學(xué)生信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)的改進(jìn)

1.檔案模塊的改進(jìn)

傳統(tǒng)學(xué)生檔案步驟共分為五步，分別由下所述：

建立檔案。學(xué)生進(jìn)入系統(tǒng)，首先創(chuàng)立檔案，領(lǐng)取學(xué)號(hào)，注冊(cè)檔案，學(xué)校管理員來進(jìn)行驗(yàn)證審核，學(xué)生檔案主要記錄該學(xué)生在校的各科成績(jī)跟得獎(jiǎng)的記錄，個(gè)人信息跟在校的表現(xiàn)。

添加新的檔案。學(xué)生在學(xué)習(xí)期間，學(xué)校管理員登陸系統(tǒng)后，添加新的檔案，來確保該學(xué)生檔案的真實(shí)性。

修改和刪除部分檔案。對(duì)學(xué)生記錄錯(cuò)的檔案或者沒有必要的檔案進(jìn)行修改和刪除，不過此操作必須要在學(xué)生允許的情況下，由相關(guān)單位確認(rèn)再進(jìn)行刪除。

學(xué)生檔案的查詢。學(xué)生他可以查詢自己在校的檔案，學(xué)生自己必須認(rèn)可同意，例如查詢學(xué)生成績(jī)，考試面試學(xué)生打印自己的成績(jī)。

2.學(xué)生端檔案管理設(shè)計(jì)

學(xué)生檔案的最終使用權(quán)還是在學(xué)生手上，因此在學(xué)生端口檔案管理設(shè)計(jì)的時(shí)候，學(xué)生不同的角色給予不同的權(quán)限管理和不同的需求，讓學(xué)生也能享有控制檔案的權(quán)限，可以將查看檔案權(quán)限、添加檔案權(quán)限、修改檔案權(quán)限、刪除檔案權(quán)限賦予不同的申請(qǐng)人。例如查看檔案權(quán)限，申請(qǐng)人自己可以查看自己的檔案權(quán)限，當(dāng)申請(qǐng)通過，即可查看自己的檔案或委托第三方訪問自己的檔案。審核通過，學(xué)校網(wǎng)頁上即可查看。

3.區(qū)塊鏈客戶端改進(jìn)

區(qū)塊鏈應(yīng)用于傳統(tǒng)的檔案管理，需要進(jìn)行改進(jìn)的有以下幾點(diǎn);

請(qǐng)求管理，網(wǎng)絡(luò)與后端要進(jìn)行交互請(qǐng)求。此系統(tǒng)中有兩種類型的交互要求。 第一種類型是交易請(qǐng)求，通常用于執(zhí)行用戶實(shí)現(xiàn)的鏈?zhǔn)酱a以執(zhí)行特定功能。第二種是查詢請(qǐng)求，只需要對(duì)鏈?zhǔn)酱a執(zhí)行嵌入式查詢，而不會(huì)在運(yùn)行區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)時(shí)產(chǎn)生額外開銷。

信道建立，對(duì)區(qū)塊鏈的把控主要是依靠信道建立、信道設(shè)置與信道整合等功能。當(dāng)然，客戶端需要序列化創(chuàng)建的通道才能運(yùn)行而無需重新啟動(dòng)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，發(fā)送交易請(qǐng)求等。

結(jié)點(diǎn)調(diào)配，網(wǎng)絡(luò)要進(jìn)行合理的溝通，就需要將網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)點(diǎn)所需要的相關(guān)信息進(jìn)行整合和調(diào)配，這樣才可以更好的實(shí)現(xiàn)。

鏈代碼調(diào)用，將鏈代碼執(zhí)行調(diào)用與拓展，使得其為我們經(jīng)常使用的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)這個(gè)過程中需要對(duì)執(zhí)行環(huán)境進(jìn)行配置。

本文探索了基于區(qū)塊鏈技術(shù)，對(duì)學(xué)生檔案系統(tǒng)的開發(fā)有了大體的設(shè)計(jì)框架，在未來的學(xué)習(xí)和研究中也會(huì)繼續(xù)探究如何在現(xiàn)實(shí)中實(shí)現(xiàn)和運(yùn)用。這也是在電子檔案領(lǐng)域?qū)^(qū)塊鏈應(yīng)用的一個(gè)方向，更是一種探索。

參考文獻(xiàn)：

[1]李淼焱，何利輝，李靖.區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)金融體系的沖擊、塑形及風(fēng)險(xiǎn)分析[J].宏觀經(jīng)濟(jì)管理，2017（6）

[2]王鵬，丁藝. 應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)促進(jìn)政府治理模式創(chuàng)新[J].電子政務(wù)，2017（4）

[3]黃征.區(qū)塊鏈技術(shù)及其應(yīng)用[J].信息安全研究，2017，（3）

（文華學(xué)院金融系）