區(qū)塊鏈技術(shù)在我國(guó)教育領(lǐng)域應(yīng)用的研究綜述

賈偉洋 李昕宇 李援農(nóng)

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)教務(wù)處，陜西楊凌 712100； 2.楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院人事處，陜西楊凌 712100；3.西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院，陜西楊凌 712100)

區(qū)塊鏈?zhǔn)屈c(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、共識(shí)機(jī)制、加密算法等計(jì)算機(jī)技術(shù)的新型應(yīng)用模式。習(xí)近平總書記在中共中央政治局第十八次集體學(xué)習(xí)時(shí)強(qiáng)調(diào)，要把區(qū)塊鏈作為核心技術(shù)自主創(chuàng)新的重要突破口，加快推動(dòng)區(qū)塊鏈技術(shù)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。在我國(guó)，區(qū)塊鏈研究在2008—2012年尚處于空白期；從2015年起，開始呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，且增長(zhǎng)速度不斷加快。2015年，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)區(qū)塊鏈的研究主要集中在區(qū)塊鏈的概念、原理等方面；2016年，開始對(duì)區(qū)塊鏈的落地應(yīng)用進(jìn)行初探，但應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在數(shù)字貨幣、互聯(lián)網(wǎng)金融等金融領(lǐng)域；直到2017、2018年，區(qū)塊鏈的應(yīng)用領(lǐng)域才有一定的擴(kuò)展[1]。目前，區(qū)塊鏈技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用已經(jīng)擴(kuò)展到了金融、醫(yī)療等眾多領(lǐng)域。筆者主要對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)在我國(guó)教育領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展進(jìn)行研究探討。

一、區(qū)塊鏈概述

區(qū)塊鏈的概念是由中本聰于2008年提出的。2017年5月16日，我國(guó)首個(gè)區(qū)塊鏈標(biāo)準(zhǔn)《區(qū)塊鏈參考架構(gòu)》正式發(fā)布。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)“區(qū)塊鏈”這一術(shù)語(yǔ)進(jìn)行了明確界定，即區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N在對(duì)等網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，通過透明和可信規(guī)則構(gòu)建不可偽造、不可篡改和可追溯的塊鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)和管理事務(wù)處理的模式。

(一)區(qū)塊鏈的特點(diǎn)

區(qū)塊鏈作為第四次工業(yè)革命時(shí)代最為重要的技術(shù)，具有不可篡改性、唯一性、智能合約和去中心自組織等特點(diǎn)。

1.不可篡改性

區(qū)塊鏈具有獨(dú)特的“區(qū)塊”+“鏈”賬本結(jié)構(gòu)。存有交易數(shù)據(jù)信息的區(qū)塊按照時(shí)間戳順序持續(xù)加到鏈的尾部，要修改其中一個(gè)區(qū)塊中的數(shù)據(jù)，就要重新生成其后的所有區(qū)塊。這一特性主要靠共識(shí)機(jī)制實(shí)現(xiàn)。由于共識(shí)機(jī)制的存在，修改大量區(qū)塊的成本極高，幾乎是不可能完成的，所以區(qū)塊鏈具有不可篡改性。

2.唯一性

在數(shù)字化世界中，文件是可以復(fù)制的，很難將一個(gè)文件表示成唯一的。區(qū)塊鏈可以用數(shù)字化方式表達(dá)唯一性，可以模擬現(xiàn)實(shí)中的實(shí)物唯一性，同樣可以將虛擬物品變成唯一。

3.智能合約

從比特幣發(fā)展到以太坊，區(qū)塊鏈最大的發(fā)展是“智能合約”。智能合約的出現(xiàn)使得基于區(qū)塊鏈的雙方不僅僅只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的價(jià)值轉(zhuǎn)移，而是可以通過設(shè)置復(fù)雜的規(guī)則，由智能合約自動(dòng)、自治地執(zhí)行。這極大地?cái)U(kuò)展了區(qū)塊鏈的應(yīng)用可能性。

4.去中心自組織

中本聰在完成比特幣的開發(fā)和初期的迭代后，就完全消失了，但是他創(chuàng)造的比特幣系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)著，而且是去中心化、自組織地運(yùn)轉(zhuǎn)著。去中心化可以使組織變得更加扁平化、柔韌化，從而快速適應(yīng)環(huán)境的變化。區(qū)塊鏈思想正是一種去中心化的自組織思想，在一定程度上代表了區(qū)塊鏈自身的發(fā)展方向——未來真正展現(xiàn)區(qū)塊鏈價(jià)值的將是各種現(xiàn)在未知的應(yīng)用。

(二)區(qū)塊鏈的分類

根據(jù)參與方的屬性不同，區(qū)塊鏈可以分為公有鏈、私有鏈和聯(lián)盟鏈。公有鏈?zhǔn)侵溉魏稳硕紵o(wú)需注冊(cè)就可以匿名參與、隨時(shí)進(jìn)入系統(tǒng)查看和讀取數(shù)據(jù)的區(qū)塊鏈。私有鏈?zhǔn)侵赣赡硞€(gè)機(jī)構(gòu)或組織控制的寫入權(quán)限的區(qū)塊鏈。私有鏈的參與節(jié)點(diǎn)是有限且可控的，參與節(jié)點(diǎn)的資格會(huì)被嚴(yán)格限制。聯(lián)盟鏈?zhǔn)侵赣扇舾蓚€(gè)機(jī)構(gòu)共同參與和管理的區(qū)塊鏈。聯(lián)盟鏈的數(shù)據(jù)讀寫、權(quán)限等是按照聯(lián)盟規(guī)則來制定的。

根據(jù)鏈與鏈之間的關(guān)系，區(qū)塊鏈又可分為主鏈和側(cè)鏈。主鏈?zhǔn)侵刚缴暇€的、獨(dú)立的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)。側(cè)鏈?zhǔn)窍鄬?duì)主鏈而言的，只要遵守側(cè)鏈協(xié)議，所有現(xiàn)存的區(qū)塊鏈都可以成為側(cè)鏈。另外，根據(jù)鏈的準(zhǔn)入條件，還有許可鏈。許可鏈?zhǔn)侵竻⑴c到區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都要經(jīng)過準(zhǔn)入許可，私有鏈和聯(lián)盟鏈都屬于許可鏈。

根據(jù)鏈中記錄的內(nèi)容，區(qū)塊鏈還可分為實(shí)物鏈和代幣鏈。代幣鏈記錄的是貨幣資產(chǎn)(或者權(quán)益證明)的轉(zhuǎn)移。實(shí)物鏈記錄的是實(shí)物資產(chǎn)的轉(zhuǎn)移。此外，如果鏈與鏈之間能相互通信，則會(huì)有交叉鏈。也就是說，如果特定的鏈之間存在信息互通，如圖書實(shí)物鏈負(fù)責(zé)圖書借還，代幣鏈負(fù)責(zé)支付，這樣的鏈條稱為交叉鏈。

二、區(qū)塊鏈技術(shù)在我國(guó)教育領(lǐng)域應(yīng)用的研究綜述

在教育領(lǐng)域，隨著以MOOC(massive open online courses，大規(guī)模開放在線課程)為代表的全球開放教育資源運(yùn)動(dòng)的持續(xù)深入發(fā)展，人類學(xué)習(xí)呈現(xiàn)出模式數(shù)字化、內(nèi)容多樣化、機(jī)會(huì)民主化、場(chǎng)所分散化的日益多元的去中心化特征[2]。所以區(qū)塊鏈技術(shù)和智能合約將迎合日益去中心化的學(xué)習(xí)模式并引發(fā)新的學(xué)習(xí)變革[2]。筆者于2020年4月3日在中國(guó)知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)，以“區(qū)塊鏈”為主題，詞頻并含“教育”，針對(duì)“期刊”進(jìn)行了“高級(jí)檢索”，從中文期刊中共篩選出199篇文獻(xiàn)。在對(duì)檢索到的199篇文獻(xiàn)進(jìn)行主題詞分析的基礎(chǔ)上，增加了“區(qū)塊鏈”+“教學(xué)”“區(qū)塊鏈”+“學(xué)生”“區(qū)塊鏈”+“教師”“區(qū)塊鏈”+“學(xué)習(xí)”“區(qū)塊鏈”+“學(xué)?！薄皡^(qū)塊鏈”+“圖書館”“區(qū)塊鏈”+“校園”“區(qū)塊鏈”+“學(xué)分”等擴(kuò)展的主題詞檢索，獲得補(bǔ)充文獻(xiàn)178篇，最終共獲得377篇文獻(xiàn)。通過對(duì)這些文獻(xiàn)進(jìn)行分析和總結(jié)發(fā)現(xiàn)，區(qū)塊鏈技術(shù)在我國(guó)教育領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括教育資源管理領(lǐng)域、教育(教學(xué))信息管理領(lǐng)域和教育基礎(chǔ)平臺(tái)建設(shè)領(lǐng)域等3個(gè)方面。

(一)教育資源管理領(lǐng)域

在教育資源管理領(lǐng)域，我國(guó)學(xué)者的研究方向主要集中在知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)(溯源、教育資源、學(xué)術(shù)成果版權(quán)保護(hù))、共建共享(資源共享、全球知識(shí)庫(kù)、知識(shí)貨幣)以及開放教育資源等方面。

例如，王夢(mèng)豪(2019)等利用區(qū)塊鏈底層技術(shù)設(shè)計(jì)了數(shù)字教學(xué)資源書院管理系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)對(duì)數(shù)字資源的引證進(jìn)行了規(guī)范，從而便于數(shù)字教學(xué)資源的溯源和版權(quán)保護(hù)[3]；沈丹丹(2019)為促進(jìn)數(shù)字化資源共建、共享，設(shè)計(jì)了一種基于區(qū)塊鏈理念的數(shù)字化教育共享模式，解決了數(shù)字資源共享中的諸多問題[4]，實(shí)現(xiàn)了教育資源在分享和傳播中的確權(quán)；陳坤(2019)等利用區(qū)塊鏈的分布式學(xué)習(xí)記錄和去中心化學(xué)習(xí)庫(kù)，設(shè)計(jì)了思想政治課翻轉(zhuǎn)課堂的新路徑，從而突破了思政課翻轉(zhuǎn)課堂的現(xiàn)實(shí)困境[5]。

又如，針對(duì)學(xué)習(xí)者在跨平臺(tái)在線學(xué)習(xí)過程中因?qū)W習(xí)記錄存儲(chǔ)在不同的平臺(tái)之上而出現(xiàn)的數(shù)據(jù)被分割、失去完整性等問題，楊兵(2019)等利用聯(lián)盟鏈對(duì)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)進(jìn)行了研究，通過聯(lián)盟鏈連接不同機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)記錄的完整性，同時(shí)提高了學(xué)習(xí)者數(shù)據(jù)的隱私保護(hù)[6]；針對(duì)目前國(guó)內(nèi)教育資源在共享中存在的諸多問題，劉豐源(2018)等為促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源的共享，探究了基于區(qū)塊鏈的教育資源共享框架，通過建立包括資源存儲(chǔ)層、資源評(píng)估層和資源互連層的分層次網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了資源共享和產(chǎn)權(quán)保護(hù)[7]。

再如，尹婷婷(2019)等為推進(jìn)教育信息化快速發(fā)展，結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)數(shù)字教育資源共建、共享進(jìn)行了研究，通過學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)記錄建立個(gè)人學(xué)習(xí)資源大數(shù)據(jù)，以及能夠根據(jù)學(xué)習(xí)者的需求主動(dòng)向用戶推薦資源并在用戶確認(rèn)需要時(shí)自動(dòng)完成交易的教育資源系統(tǒng)[8]；杜華(2017)提出通過區(qū)塊鏈技術(shù)重構(gòu)數(shù)字教育資源服務(wù)供給模式，從而促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源的共享和精準(zhǔn)投放[9]；全立新(2018)等為促進(jìn)數(shù)字教育資源的高效流通，設(shè)計(jì)了一種雙區(qū)塊鏈結(jié)合智能合約的資源流通新模式，并建立一種開放的資源自增長(zhǎng)和自我管理的流通系統(tǒng)[10]；李鳳英(2019)將區(qū)塊鏈技術(shù)融合到網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間構(gòu)建中，通過區(qū)塊鏈技術(shù)解決了數(shù)字學(xué)習(xí)資源共享和數(shù)據(jù)安全的平衡問題[11]。

(二)教育(教學(xué))信息管理領(lǐng)域

在教育(教學(xué))信息管理領(lǐng)域，我國(guó)學(xué)者的研究方向主要集中在教育存證、征信管理(教師信用體系、學(xué)生征信管理)、學(xué)生成績(jī)單、學(xué)習(xí)記錄(數(shù)字徽章)、學(xué)分銀行、檔案管理、校企高效對(duì)接和身份認(rèn)證等方面。

例如，周小韻(2019)設(shè)計(jì)了基于區(qū)塊鏈技術(shù)的學(xué)生檔案管理模式，明確了鏈上的主題定位、區(qū)塊鏈架構(gòu)、技術(shù)特征、實(shí)現(xiàn)過程等，確保了學(xué)生檔案信息的真實(shí)性和有效性，同時(shí)也方便用人單位或其他高校在獲得相應(yīng)權(quán)限后查詢檔案信息，從而為學(xué)生就業(yè)以及進(jìn)一步深造提供便利，提高了畢業(yè)生的就業(yè)率和就業(yè)層次[12]；吳玲燕(2019)利用區(qū)塊鏈去中心化、不可篡改等特性設(shè)計(jì)了安全、可信和便捷的研究生教育教學(xué)管理平臺(tái)，主要用于研究生成績(jī)管理、學(xué)位和學(xué)歷認(rèn)證以及學(xué)習(xí)檔案管理等方面[13]。

又如，為了構(gòu)建終身學(xué)習(xí)體系和學(xué)習(xí)型社會(huì)，我國(guó)高校開設(shè)了各類學(xué)分銀行，李志宏(2019)等為解決現(xiàn)有學(xué)分銀行存在的問題，從聯(lián)盟鏈、側(cè)鏈、主鏈等3個(gè)維度設(shè)計(jì)了基于區(qū)塊鏈的學(xué)分銀行系統(tǒng)，打破了“信息壁壘”，提高了學(xué)習(xí)成果認(rèn)證和轉(zhuǎn)換的公信力與效率[14]；同樣，余燕芳(2017)[15]、周繼平(2019)[16]和李旭東(2018)[17]等對(duì)學(xué)分銀行、成果轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和終身教育體系等也進(jìn)行了深入探討和研究；張建華(2019)等在考試命題領(lǐng)域，為保障命題教師的個(gè)人信用問題，提出采用區(qū)塊鏈技術(shù)建立命題教師的信用信息管理平臺(tái)[18]；吳莎莎(2018)等為解決學(xué)習(xí)成果認(rèn)證過程中存在的問題，利用區(qū)塊鏈設(shè)計(jì)了不可篡改的在線學(xué)習(xí)數(shù)字徽章，數(shù)字徽章具有認(rèn)證學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)技能、興趣和學(xué)習(xí)成果的功能，可在互聯(lián)網(wǎng)公開發(fā)布，也可隨時(shí)按需查詢[19]。

(三)教育基礎(chǔ)平臺(tái)建設(shè)領(lǐng)域

在教育基礎(chǔ)平臺(tái)建設(shè)領(lǐng)域，我國(guó)學(xué)者的研究方向主要集中在教育評(píng)估、專業(yè)認(rèn)證(學(xué)習(xí)契約、產(chǎn)出區(qū)塊鏈)、教育補(bǔ)助、捐款、實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)管理、在線教育平臺(tái)、智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)、綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)社區(qū)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、人事檔案管理系統(tǒng)、財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)等方面。

例如，為了解決研究生教育檢測(cè)評(píng)估存在的難以發(fā)揮第三方評(píng)估作用、可信度易受質(zhì)疑、難以保證評(píng)估質(zhì)量等問題，唐麗(2019)提出了一種基于區(qū)塊鏈的研究生教育監(jiān)測(cè)評(píng)估模式，即利用區(qū)塊鏈的去中心化特點(diǎn)保證第三方多元評(píng)估主體普遍發(fā)揮作用，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、追溯，保證監(jiān)測(cè)評(píng)估具有高的可信度[20]；許濤(2017)從區(qū)塊鏈技術(shù)教學(xué)、區(qū)塊鏈技術(shù)教學(xué)平臺(tái)和區(qū)塊鏈技術(shù)校園傳播等3個(gè)視角，探討了“區(qū)塊鏈+”教育的發(fā)展現(xiàn)狀，認(rèn)為區(qū)塊鏈技術(shù)用于建設(shè)去中心化、分布式、開放的學(xué)習(xí)管理平臺(tái)，能夠滿足人類在日趨技術(shù)賦能的學(xué)習(xí)時(shí)代實(shí)現(xiàn)新型去中心化學(xué)習(xí)的需要[2]；夏浩飛(2020)等為了打破教育機(jī)構(gòu)之間存在的壁壘、推進(jìn)學(xué)習(xí)記錄信息互認(rèn)，利用區(qū)塊鏈的智能合約搭建了校企數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，以方便學(xué)習(xí)者在不同機(jī)構(gòu)間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，以及降低數(shù)據(jù)交換的成本[21]；李鳳英(2017)等為了避免目前MOOC學(xué)習(xí)平臺(tái)使用中存在的學(xué)習(xí)者冒名頂替、抄襲等情況，利用區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)學(xué)習(xí)者進(jìn)行身份認(rèn)證，從而為MOOC的可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支持[22]。

又如，2016年，我國(guó)正式加入《華盛頓協(xié)議》，我國(guó)工程專業(yè)認(rèn)證開啟了新篇章。為此，段斌(2018)等提出了一種基于OBE(outcome based education，成果導(dǎo)向教育)理念的區(qū)塊鏈技術(shù)，即利用專業(yè)認(rèn)證的畢業(yè)要求標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)達(dá)成度評(píng)價(jià)智能合約，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，并反饋到課程建設(shè)過程中，反向促進(jìn)課程的持續(xù)改進(jìn)；同時(shí)規(guī)定通過達(dá)成度評(píng)價(jià)并完成智能合約學(xué)生的能力可以獲得社會(huì)共識(shí)[23]。

再如，為了規(guī)范高校實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)的管理，曲廣強(qiáng)(2019)等利用區(qū)塊鏈技術(shù)建立了核心數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和信息公開網(wǎng)絡(luò)，通過這2類網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和監(jiān)督，進(jìn)而建立了實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)的可信任回溯機(jī)制[24]。鄭旭東(2020)等利用智能合約構(gòu)建了基于區(qū)塊鏈的學(xué)生綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)系統(tǒng)，系統(tǒng)可在宏觀治理層面支持弱中心化的評(píng)價(jià)聯(lián)盟運(yùn)行，在中觀評(píng)價(jià)層面實(shí)現(xiàn)安全可靠的數(shù)據(jù)錄入以及可溯源的可信任評(píng)價(jià)過程[25]。史強(qiáng)(2018)落實(shí)教育部關(guān)于教育信息化的文件精神，將區(qū)塊鏈與數(shù)字化校園建設(shè)結(jié)合，探索智慧校園的發(fā)展新路徑，為高校智慧校園建設(shè)提供參考[26]。

此外，在當(dāng)前高等教育資源分布不均衡的情況下，黑龍江省加強(qiáng)了繼續(xù)教育的建設(shè)力度，建立了公正互信的區(qū)域性繼續(xù)教育公共服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了教育資源的共享和成果認(rèn)證功能[27]。李新(2018)應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建了開放教育資源新生態(tài)，對(duì)數(shù)字資源和學(xué)習(xí)證書的管理等進(jìn)行了重構(gòu)，以促進(jìn)開放教育資源的進(jìn)一步發(fā)展[28]。

三、區(qū)塊鏈技術(shù)在我國(guó)教育領(lǐng)域應(yīng)用所面臨的問題

目前，區(qū)塊鏈技術(shù)在我國(guó)教育領(lǐng)域的應(yīng)用呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的勢(shì)頭，并逐步擴(kuò)展到教育教學(xué)的各個(gè)方面，包括學(xué)歷證書管理、資源共享、學(xué)習(xí)評(píng)估等。但是，從實(shí)際應(yīng)用情況看，面臨著一些難題和急待解決的問題，成熟的應(yīng)用平臺(tái)和系統(tǒng)還不多。

(一)數(shù)據(jù)產(chǎn)權(quán)歸屬界限不明晰

在傳統(tǒng)的中心化管理模式下，數(shù)據(jù)歸責(zé)任部門所有。例如，師生教育信息由教務(wù)管理部門負(fù)責(zé)，其歸屬權(quán)清晰。而區(qū)塊鏈技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用具有去中心化的特性，所有數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄。這就使師生教育信息數(shù)據(jù)的歸屬權(quán)是屬于教務(wù)管理部門還是師生自己面臨質(zhì)疑；同時(shí)，師生也會(huì)擔(dān)心“誰(shuí)有權(quán)創(chuàng)建或者查看學(xué)習(xí)記錄”“誰(shuí)來查驗(yàn)查看者的身份”“誰(shuí)來保障數(shù)據(jù)的安全性”“誰(shuí)是學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的最終擁有者”等諸多問題。

(二)匿名技術(shù)尚不成熟，隱私保護(hù)存在風(fēng)險(xiǎn)

從隱私保護(hù)對(duì)象的角度看，目前隱私保護(hù)手段可以分為3類。一是交易信息的隱私保護(hù)，是指對(duì)交易的發(fā)送者、交易接受者以及交易信息的隱私保護(hù)，有環(huán)簽名、機(jī)密交易(confidential transaction)和Mimblewimble方案等。二是智能合約的隱私保護(hù)，是指針對(duì)合約業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的保護(hù)方案，包含零知識(shí)證明、多方安全計(jì)算(MPC)、同態(tài)加密等。三是鏈上數(shù)據(jù)的隱私保護(hù)，主要有賬本隔離、私有數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)加密授權(quán)訪問等解決方案。在以比特幣為代表的區(qū)塊鏈系統(tǒng)的早期發(fā)展階段，隱私保護(hù)的手段主要是通過“假名”來實(shí)現(xiàn)用戶真實(shí)身份的匿名化[29]。但是，目前“假名”的匿名化手段已經(jīng)不能滿足現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的需求。教育領(lǐng)域在應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)的過程中同樣面臨著隱私保護(hù)存在風(fēng)險(xiǎn)的問題。

(三)鏈上存儲(chǔ)可擴(kuò)展性需求日益迫切，海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)遭遇“瓶頸”

區(qū)塊鏈采用鏈?zhǔn)嚼奂拥姆绞綄?duì)新增的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，但隨著時(shí)間的推移，需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量會(huì)不斷擴(kuò)大。隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)在教育領(lǐng)域的普及和應(yīng)用，師生和教育管理部門產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息量得以快速增長(zhǎng)，區(qū)塊中記錄的數(shù)字信息也越來越多。這導(dǎo)致運(yùn)行全節(jié)點(diǎn)需要更多的存儲(chǔ)資源，提高了運(yùn)行門檻；同時(shí)，導(dǎo)致存儲(chǔ)受限于單節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)“瓶頸”。教育領(lǐng)域的上層應(yīng)用因數(shù)據(jù)膨脹而帶來很大的運(yùn)維成本，從而增加區(qū)塊鏈技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用難度。另外，隨著海量教育信息的不斷增加，可能會(huì)出現(xiàn)師生和教育管理部門在使用過程中不能實(shí)時(shí)上傳信息的問題，從而降低用戶參與的積極性[30]。

(四)技術(shù)安全性面臨威脅

區(qū)塊鏈的安全性，主要是指加密算法的安全性。目前，枚舉法、BSGS和Pollard’s rho等算法都有可能被破解私鑰。雖然就目前的算力而言，破解私鑰是很困難并且是不經(jīng)濟(jì)的，但是已存在對(duì)用戶數(shù)據(jù)造成威脅的可能。特別是隨著量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展，在區(qū)塊鏈中廣泛使用的加密算法的安全性受到了威脅，當(dāng)前比較熱門的一種抗量子計(jì)算密碼——基于格的密碼，是未來的發(fā)展趨勢(shì)[31]。區(qū)塊鏈利用代碼來創(chuàng)建信任，這對(duì)代碼的要求提出了很高的要求。著名的The Dao事件就是利用代碼漏洞發(fā)動(dòng)的攻擊。為此，智能合約的安全，將對(duì)代碼的漏洞檢測(cè)提出新的要求。

(五)應(yīng)用動(dòng)力不足，開發(fā)有難度

從總體上看，教育領(lǐng)域在應(yīng)用大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等新技術(shù)方面，反應(yīng)相對(duì)遲緩，動(dòng)力略顯不足[32]。究其原因，一是雖然國(guó)家對(duì)新技術(shù)的發(fā)展非常重視，但是學(xué)校受固有教育管理模式的慣性思維制約比較大；再加上采用基于新技術(shù)的平臺(tái)需要對(duì)原有的教學(xué)管理系統(tǒng)進(jìn)行較大的變革，這一過程需要投入大量的人力、財(cái)力，對(duì)學(xué)校來說負(fù)擔(dān)較重。二是區(qū)塊鏈技術(shù)屬于新興技術(shù)，目前國(guó)內(nèi)的開發(fā)平臺(tái)尚不成熟，大部分應(yīng)用需要從底層開始。對(duì)高校而言，教育領(lǐng)域的區(qū)塊鏈平臺(tái)只有聯(lián)合開發(fā)，才能保障“中國(guó)芯”，保證自主產(chǎn)權(quán)。正是因?yàn)閰^(qū)塊鏈技術(shù)開發(fā)難度大、準(zhǔn)入門檻高，再加上大部分高校并未開設(shè)區(qū)塊鏈相關(guān)專業(yè)、大部分開發(fā)者處于自學(xué)狀態(tài)，所以開發(fā)相應(yīng)平臺(tái)困難重重，從開發(fā)到正式投入使用仍需較長(zhǎng)一段時(shí)間。

四、區(qū)塊鏈技術(shù)在我國(guó)教育領(lǐng)域應(yīng)用的設(shè)想與展望

Don Tapscott在《區(qū)塊鏈革命》中指出，區(qū)塊鏈?zhǔn)巧a(chǎn)關(guān)系的變革，將對(duì)現(xiàn)實(shí)世界產(chǎn)生革命性的影響。2019年4月，EDUCAUSE(美國(guó)高等教育信息化協(xié)會(huì))發(fā)布的《地平線報(bào)告(2019高等教育版)》首次提到區(qū)塊鏈技術(shù)，并將其列為未來4～5年對(duì)教育產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響的技術(shù)之一。

(一)區(qū)塊鏈技術(shù)推動(dòng)重構(gòu)未來教育新形態(tài)

第四次工業(yè)革命(工業(yè)4.0時(shí)代)將帶來教育新變革，混合學(xué)習(xí)將成為主流，STEAM(science，technology，engineering，arts，mathematics)學(xué)習(xí)(是指科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等多領(lǐng)域融合的綜合教育)開始崛起，“以學(xué)生為中心”的教育理念在教學(xué)活動(dòng)中發(fā)揮著越來越大的作用。未來，學(xué)生將是課堂學(xué)習(xí)的主人，教師的角色將從傳授者逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)者和協(xié)助者。而區(qū)塊鏈的獨(dú)特性可以為未來教育的變革提供很好的底層技術(shù)支撐。區(qū)塊鏈?zhǔn)巧a(chǎn)關(guān)系的革命，能夠使信用體系、知識(shí)產(chǎn)生模式、資源存儲(chǔ)架構(gòu)、共享服務(wù)、產(chǎn)權(quán)保護(hù)、付費(fèi)方式、教學(xué)監(jiān)管和教學(xué)治理等發(fā)生變化。區(qū)塊鏈賦能未來教育，也使得教學(xué)、服務(wù)和管理能夠適應(yīng)技術(shù)驅(qū)動(dòng)下的知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代對(duì)教育變革的剛性需求[33]。

基于區(qū)塊鏈的徽章技術(shù)為學(xué)習(xí)者提供了學(xué)習(xí)知識(shí)、獲取技能的證據(jù)。學(xué)習(xí)者可以將正規(guī)教育與模塊化在線課程結(jié)合起來，從而更有效地提升知識(shí)和技能水平。未來，學(xué)習(xí)者可以通過區(qū)塊鏈技術(shù)平臺(tái)，把從世界各地不同大學(xué)獲得的學(xué)分或者學(xué)習(xí)成果組合在一起，向認(rèn)可此種學(xué)習(xí)模式的教育機(jī)構(gòu)申請(qǐng)認(rèn)證，從而獲取相應(yīng)的畢業(yè)證或者學(xué)位證書。目前，英國(guó)教育界已積極實(shí)踐這一基于區(qū)塊鏈技術(shù)的新型學(xué)習(xí)模式。

基于我國(guó)區(qū)塊鏈研究和發(fā)展的現(xiàn)狀，我國(guó)教育領(lǐng)域在重構(gòu)未來教育新形態(tài)方面可以從以下方面進(jìn)行探索。一是在教育對(duì)象多樣化層面，可開辟在職學(xué)生市場(chǎng)，推出在線學(xué)位課程，利用徽章技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)認(rèn)證，促進(jìn)全民教育化；二是在數(shù)據(jù)及學(xué)歷認(rèn)證層面，可以構(gòu)建具有唯一性的學(xué)籍檔案，從個(gè)人接受教育開始記錄學(xué)習(xí)過程、成就以及學(xué)歷證書等，完整呈現(xiàn)個(gè)人受教育歷程，從而杜絕學(xué)歷偽造、冒名頂替等違法犯罪行為；三是在成果交流層面，可以建立智能化學(xué)術(shù)交流平臺(tái)，對(duì)成果從源頭進(jìn)行追蹤和查詢，實(shí)現(xiàn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)及相關(guān)利益的保護(hù)；四是在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間層面，可優(yōu)化和重塑網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)生態(tài)，實(shí)現(xiàn)社區(qū)的“自組織”運(yùn)行，根據(jù)語(yǔ)義聯(lián)系將成員發(fā)表的各個(gè)觀點(diǎn)生成可視化的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖，并隨著觀點(diǎn)的不斷生成和進(jìn)化發(fā)展，聚小智為大智，形成具備無(wú)限擴(kuò)展能力的群體智慧網(wǎng)絡(luò)；五是在社會(huì)需求層面，構(gòu)建不可篡改的個(gè)人能力信息區(qū)塊，以便于學(xué)校與企業(yè)有效對(duì)接，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)“從專業(yè)到職業(yè)”的人才培養(yǎng)；六是在去中心化的教育新模式層面，可建立面向社會(huì)的教學(xué)服務(wù)監(jiān)管和教育治理模式，使教育走向全面開放，形成全民參與、協(xié)同建設(shè)的一體化教育系統(tǒng)。

(二)區(qū)塊鏈技術(shù)助力打造智“鏈”校園

人工智能、區(qū)塊鏈、5G、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)的迅猛發(fā)展深刻改變著人才需求和教育形態(tài)，智能環(huán)境不僅改變了教與學(xué)的方式，而且已經(jīng)開始深入影響到教育的理念、文化和生態(tài)[34]。隨著區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展上升到國(guó)家戰(zhàn)略層面，預(yù)示著教育開啟了進(jìn)入“以學(xué)生為中心”的生態(tài)化、智能化的智“鏈”校園新時(shí)代。例如，在日常校園生活中，一卡通系統(tǒng)肩負(fù)著校務(wù)管理、身份認(rèn)證、電子錢包、支付結(jié)算等多種功能，但一卡通在使用過程中存在財(cái)務(wù)結(jié)算不便、易丟失易損壞等缺點(diǎn)。而通過借助區(qū)塊鏈技術(shù)，就可以結(jié)合生物信息實(shí)現(xiàn)身份認(rèn)證、利用智能合約特性實(shí)現(xiàn)自動(dòng)結(jié)算等，從而解決一卡通系統(tǒng)存在的一些問題。

此外，基于區(qū)塊鏈技術(shù)還可以搭建虛擬校園生活社區(qū)，例如，將虛擬幣作為學(xué)習(xí)獎(jiǎng)勵(lì)，學(xué)生通過學(xué)習(xí)成績(jī)賺取獎(jiǎng)勵(lì)，并以獲得的虛擬幣抵消一部分學(xué)費(fèi)或者在學(xué)校商店購(gòu)買日用品，這將有利于幫助經(jīng)濟(jì)困難學(xué)生完成學(xué)業(yè)。還可以通過區(qū)塊鏈技術(shù)為學(xué)生創(chuàng)建個(gè)性化的學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)助手。例如，助手系統(tǒng)可跟進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，保護(hù)和驗(yàn)證學(xué)習(xí)記錄，用于實(shí)現(xiàn)課程記錄和成績(jī)管理；可收集學(xué)習(xí)日志和成績(jī)信息，用于評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)態(tài)度，以便于教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行一對(duì)一指導(dǎo)，滿足學(xué)生個(gè)性化發(fā)展需要；可動(dòng)態(tài)關(guān)注學(xué)生的經(jīng)濟(jì)、精神等生活狀態(tài)，及時(shí)對(duì)有困難的學(xué)生進(jìn)行有效的干預(yù)和幫助。

(三)區(qū)塊鏈技術(shù)促進(jìn)教育(教學(xué))管理模式改革加快步伐

由前牛津大學(xué)學(xué)者創(chuàng)建的世界上第一所區(qū)塊鏈大學(xué)Woolf University，號(hào)稱是世界上第一所“沒有圍墻的大學(xué)”，旨在提供一套一對(duì)一的教學(xué)體系，并利用區(qū)塊鏈技術(shù)打造未來教育管理新模式，從而去除教師與學(xué)生之間的種種管理體制，保護(hù)教師和學(xué)生數(shù)據(jù)的所有權(quán)，進(jìn)而解決高校的教學(xué)支持服務(wù)和學(xué)習(xí)路徑中存在的一些難題[35]。

智能合約是智慧教學(xué)和管理的技術(shù)基礎(chǔ)，智能合約的應(yīng)用可以幫助建設(shè)智慧教學(xué)和管理體系。對(duì)高校而言，無(wú)論是科研項(xiàng)目及其經(jīng)費(fèi)管理，排課、工作量統(tǒng)計(jì)等教務(wù)管理，還是教師個(gè)人情況、學(xué)生獲獎(jiǎng)和資助情況等各類師生信息，往往都存在數(shù)據(jù)分散、孤立地存在于各個(gè)部門的問題，從而導(dǎo)致在季度、年終考核或者報(bào)送上級(jí)部門時(shí)，由于數(shù)據(jù)格式不一致，還需要進(jìn)行人工統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)匯總，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。如果利用區(qū)塊鏈技術(shù)建設(shè)學(xué)校智慧管理系統(tǒng)，通過設(shè)定相應(yīng)的智能合約代碼，系統(tǒng)就能夠根據(jù)部門申請(qǐng)和智能合約代碼自動(dòng)比照相關(guān)數(shù)據(jù)類型、標(biāo)準(zhǔn)、范圍、數(shù)量等內(nèi)容以及電子簽名等，從而進(jìn)行核驗(yàn)并自動(dòng)傳送數(shù)據(jù)。這有利于提高數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)效率，打破數(shù)據(jù)壁壘，便于部門之間數(shù)據(jù)交流共享。

例如，目前高校間的學(xué)分互認(rèn)往往需要學(xué)生提交紙質(zhì)申請(qǐng)、學(xué)院和教務(wù)部門進(jìn)行蓋章核驗(yàn)、最終由教務(wù)部門手動(dòng)錄入系統(tǒng)等步驟，工作效率低且容易出錯(cuò)。如果利用區(qū)塊鏈技術(shù)通過智能合約建立學(xué)分互認(rèn)系統(tǒng)，就可自動(dòng)完成學(xué)分認(rèn)定和轉(zhuǎn)換，提高信息化水平。再如，利用區(qū)塊鏈技術(shù)可改造學(xué)校財(cái)務(wù)系統(tǒng)，從而將教師從報(bào)賬等繁雜的事務(wù)中解放出來，專心于教學(xué)和科研；同樣，智慧管理系統(tǒng)還可自動(dòng)監(jiān)管學(xué)生的學(xué)習(xí)生活社區(qū)，自動(dòng)屏蔽和刪除社區(qū)上的不當(dāng)言論，營(yíng)造良好的輿論環(huán)境。

綜上所述，技術(shù)創(chuàng)新催生的開放教育、終身學(xué)習(xí)等將重塑傳統(tǒng)教育機(jī)構(gòu)的使命和組織形式，推動(dòng)技術(shù)賦能教學(xué)環(huán)境下的教育變革。區(qū)塊鏈的快速發(fā)展，為基礎(chǔ)教育、職業(yè)教育、高等教育、繼續(xù)教育等各層次教育領(lǐng)域的發(fā)展變革提供了技術(shù)基礎(chǔ)和實(shí)踐方向。隨著區(qū)塊鏈在金融等領(lǐng)域的深入應(yīng)用，“區(qū)塊鏈+教育”的新業(yè)態(tài)已從概念走向現(xiàn)實(shí)[36]。目前，區(qū)塊鏈技術(shù)在我國(guó)教育領(lǐng)域的應(yīng)用有限，主要集中在教育資源管理領(lǐng)域、教育(教學(xué))信息管理領(lǐng)域、教育基礎(chǔ)平臺(tái)建設(shè)領(lǐng)域等3個(gè)方面，尚處于起步階段。而且區(qū)塊鏈技術(shù)在教育領(lǐng)域落地仍面臨諸多的問題和“瓶頸”，如教育區(qū)塊的跨鏈和擴(kuò)展技術(shù)、教育并行智能區(qū)塊鏈技術(shù)和教育區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)分析等關(guān)鍵技術(shù)仍有待進(jìn)一步研究和解決。雖然區(qū)塊鏈技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用目前尚困難重重，但教育相關(guān)部門已經(jīng)意識(shí)到區(qū)塊鏈在教育變革過程中的巨大潛能，相信不久的將來，定能有大量的“區(qū)塊鏈+教育”應(yīng)用落地。因此，期待更多的學(xué)者、教育者參與其中，共同解決目前所面臨的難點(diǎn)和問題，加快挖掘區(qū)塊鏈在教育領(lǐng)域應(yīng)用的潛能，充分發(fā)揮區(qū)塊鏈推動(dòng)傳統(tǒng)教育變革和發(fā)展的作用。

資助項(xiàng)目：教育部本科專業(yè)職教師資培養(yǎng)資源開發(fā)項(xiàng)目“農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)培養(yǎng)資源開發(fā)項(xiàng)目”，項(xiàng)目編號(hào)VTNE048。