劉永貴 歐夢(mèng)吉 劉瑞

摘 要：促進(jìn)高校聯(lián)盟主體間信任是區(qū)塊鏈在高等教育領(lǐng)域應(yīng)用熱點(diǎn)。以EduCTX項(xiàng)目為例，闡述基于區(qū)塊鏈的跨校學(xué)分管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)模型、技術(shù)模型，總結(jié)優(yōu)缺點(diǎn)與面臨的挑戰(zhàn)。EduCTX項(xiàng)目以學(xué)分登記、跨校轉(zhuǎn)移、證偽為核心業(yè)務(wù)，以高校、學(xué)生、雇主為服務(wù)對(duì)象，構(gòu)建以ARK技術(shù)、Dpos共識(shí)機(jī)制、Github開(kāi)源平臺(tái)為基礎(chǔ)的六層開(kāi)放聯(lián)盟式學(xué)分管理區(qū)塊鏈系統(tǒng)。區(qū)塊鏈去中心化特征與高校松散聯(lián)盟需求相契合，分布式賬本增強(qiáng)教育合作的信任感，降低成本。但也存在學(xué)分可交易性差，使之很難形成有效激勵(lì)機(jī)制，對(duì)高校與學(xué)生不可信任的預(yù)設(shè)有悖于學(xué)校立德樹(shù)人使命，學(xué)分記錄永久不變不利于實(shí)現(xiàn)終身學(xué)習(xí)等問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈;高校聯(lián)盟;學(xué)分管理

DOI：10. 11907/rjdk. 201207????????????????????????????????????????????????????????????????? 開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

中圖分類(lèi)號(hào)：TP319 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ??????????????? 文章編號(hào)：1672-7800（2020）011-0120-06

Research on University Alliance Credit Management System

Based on Blockchain

LIU Yong-gui1， OU Meng-ji1， LIU Rui2

（1. School of Education Science and Technology， Nanjing University of Posts and Telecommunications;

2. Department of Basic Education， Army Engineering University， Nanjing 210023， China）

Absrtact： Promoting inter-institutional trust in university alliances is a hotspot in the application of blockchain in higher education. Taking EduCTX project as a case， the paper analyzes the business model and technology model of the cross-universities credit management system based on blockchain， and summarizes its advantages and challenges. According to the research， EduCTX has formed a business model with student credit registration， cross-universities transfer and falsification as the core business， and universities， students and employers as the service objects. With ARK technology， Dpos consensus mechanism and Github open source platform， the project built a six-layer open alliance blockchain system for credit management. Its decentralized characteristics meet the needs of loose cooperative alliances among universities， and distributed ledgers strengthen the trust of cross-universities education cooperation and reduce the cost. However EduCTX is also faced with the poor tradability of credits representing learning results， which makes it difficult to form an effective incentive mechanism. The assumption that universities and students cannot be trusted is contrary to the mission of universities to cultivate morality and talents. The permanent? credit record is not conducive to students pursuit of lifelong learning.

Key Words： blockchain; university alliance; credit management

0 引言

區(qū)塊鏈技術(shù)已應(yīng)用到多個(gè)領(lǐng)域，從開(kāi)始的數(shù)字貨幣擴(kuò)展到數(shù)字金融、物聯(lián)網(wǎng)、智能制造、供應(yīng)鏈管理、數(shù)字資產(chǎn)交易等[1]。區(qū)塊鏈在我國(guó)高等教育領(lǐng)域應(yīng)用尚處于構(gòu)想階段，如何促進(jìn)區(qū)塊鏈技術(shù)與高等教育深度融合，破解當(dāng)前我國(guó)高等教育中信息孤島、資源不均衡、跨校合作壁壘高等問(wèn)題，是教育信息化發(fā)展面臨的新挑戰(zhàn)。

歐美發(fā)達(dá)國(guó)家2016年開(kāi)始在高等教育領(lǐng)域積極探索區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用，如麻省理工學(xué)院、霍爾伯頓學(xué)院、尼科西亞大學(xué)等，將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于高校學(xué)位管理[2]、學(xué)習(xí)結(jié)果總結(jié)性評(píng)估[3]、學(xué)位記錄和證書(shū)存儲(chǔ)訪(fǎng)問(wèn)[4]等領(lǐng)域，降低學(xué)歷證書(shū)欺詐[5]，嘗試學(xué)術(shù)技能與成就獎(jiǎng)勵(lì)貨幣化[6]，提高錄取、注冊(cè)等流程效率，以減少管理成本[7];探索區(qū)塊鏈教育應(yīng)用[8]，提出基于區(qū)塊鏈的證書(shū)頒發(fā)、驗(yàn)證和分享技術(shù)方案[9]，建立基于區(qū)塊鏈的學(xué)習(xí)信息、榮譽(yù)和獎(jiǎng)勵(lì)教育記錄系統(tǒng)方案[10]，基于區(qū)塊鏈的MOOC學(xué)習(xí)者身份識(shí)別與認(rèn)證系統(tǒng)模型[11]，基于區(qū)塊鏈的學(xué)分銀行系統(tǒng)模型[12]，基于區(qū)塊鏈的學(xué)習(xí)成果管控模型[13]。上述區(qū)塊鏈教育應(yīng)用模型多是系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)，尚未開(kāi)發(fā)出可用平臺(tái)并應(yīng)用。對(duì)已有區(qū)塊鏈教育應(yīng)用分析則是綜合多個(gè)案例，從教育視角分析居多。區(qū)塊鏈教育應(yīng)用是教育模型與技術(shù)模型的結(jié)合，投入應(yīng)用的系統(tǒng)與最初的設(shè)計(jì)思路相比必然有很大變化，所以對(duì)應(yīng)用案例的理論反思有助于促進(jìn)區(qū)塊鏈技術(shù)在高等教育中應(yīng)用。

EduCTX項(xiàng)目2016年啟動(dòng)，該項(xiàng)目參照歐洲學(xué)分轉(zhuǎn)移和累積系統(tǒng)（ECTX），率先利用區(qū)塊鏈技術(shù)探索全球高校學(xué)分與學(xué)歷證書(shū)管理。2017年平臺(tái)建成并投入使用，迄今已運(yùn)營(yíng)兩年多，是具有全球代表性的區(qū)塊鏈教育應(yīng)用個(gè)案。本文以EduCTX項(xiàng)目為例，從教育業(yè)務(wù)模型、技術(shù)模型以及兩者結(jié)合視角，分析其推進(jìn)中的困難與挑戰(zhàn)，以期為我國(guó)高等教育應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)提供借鑒。

1 學(xué)分與學(xué)歷證書(shū)管理

隨著高等教育國(guó)際化與高校國(guó)際聯(lián)盟組織發(fā)展，學(xué)分互認(rèn)成為校際、國(guó)際間高校文化交流、課程共享的基礎(chǔ)。當(dāng)前大多數(shù)高校都有自己的學(xué)分管理系統(tǒng)，存儲(chǔ)有學(xué)生課程記錄。學(xué)生個(gè)人數(shù)據(jù)僅用于查看或打印完成的課程記錄。學(xué)生學(xué)術(shù)記錄很敏感，并且有復(fù)雜的管理規(guī)定，且因?yàn)閿?shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化，以及存儲(chǔ)、安全性等原因，其它高校幾乎無(wú)法直接獲取這些數(shù)據(jù)。如果學(xué)生有轉(zhuǎn)?；蛟L(fǎng)學(xué)需求時(shí)，會(huì)因系統(tǒng)不能互訪(fǎng)而無(wú)法直接證明其學(xué)分或?qū)W歷證書(shū)真?zhèn)巍４送?，?dāng)學(xué)生完成學(xué)業(yè)后，如果畢業(yè)證丟失，補(bǔ)辦又是一個(gè)復(fù)雜過(guò)程。建立全球去中心化、可信賴(lài)、安全的學(xué)分與學(xué)歷證書(shū)管理平臺(tái)具有現(xiàn)實(shí)意義。

區(qū)塊鏈技術(shù)通過(guò)運(yùn)用數(shù)據(jù)加密、時(shí)間戳、分布式共識(shí)和經(jīng)濟(jì)激勵(lì)等手段， 在節(jié)點(diǎn)無(wú)需互相信任的分布式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)基于去中心化信用的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交易、協(xié)調(diào)與協(xié)作[14]，能較好解決信息不對(duì)稱(chēng)問(wèn)題，有助于實(shí)現(xiàn)多個(gè)主體之間的協(xié)作信任與一致行動(dòng)。EduCTX項(xiàng)目是針對(duì)歐洲學(xué)分轉(zhuǎn)移和累積系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)ECTX）面臨的難題，利用區(qū)塊鏈技術(shù)為個(gè)人、高校、用人單位對(duì)學(xué)歷證書(shū)管理、頒發(fā)和呈現(xiàn)提供的技術(shù)平臺(tái)，將不同利益相關(guān)者聚集在一起，創(chuàng)造一個(gè)全球化、高效、精簡(jiǎn)和多樣化的環(huán)境，以避免跨國(guó)、跨校合作中的語(yǔ)言與行政障礙[15]。以區(qū)塊鏈技術(shù)突破組織間邊界，解決高等教育國(guó)際化中聯(lián)合授予學(xué)位、學(xué)生交換項(xiàng)目等難題，推動(dòng)高校深度合作。

2 EduCTX項(xiàng)目分析

EduCTX項(xiàng)目建立在分布式對(duì)等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上，以代幣（token）代表學(xué)生已完成課程的學(xué)分值，構(gòu)建一個(gè)基于區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化、分布式、可互操作、統(tǒng)一、易用的學(xué)分與學(xué)歷證書(shū)管理系統(tǒng)。任何組織或個(gè)人能夠在此系統(tǒng)核實(shí)學(xué)歷證書(shū)是否合法，以有效減少文本工作，改善高校間溝通，簡(jiǎn)化學(xué)生學(xué)分與學(xué)歷證書(shū)存儲(chǔ)與管理，加快學(xué)分、學(xué)歷證書(shū)驗(yàn)證過(guò)程，滿(mǎn)足客戶(hù)需求。

2.1 EduCTX業(yè)務(wù)流程與功能模型

EduCTX區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)用戶(hù)主體為高校、學(xué)生及潛在雇主。對(duì)高?；蚱渌M織而言，EduCTX平臺(tái)有利于成員組織各種講座、研討會(huì)或培訓(xùn)班，并為參與學(xué)生提供數(shù)字證書(shū)，能相互共享和驗(yàn)證其它機(jī)構(gòu)頒發(fā)的證書(shū)可信度。對(duì)學(xué)生而言，該平臺(tái)為學(xué)生提供一個(gè)安全的數(shù)字錢(qián)包，能夠輕松地向任何組織或機(jī)構(gòu)證明其所持證書(shū)的完整性與合法性。

該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)高校成員注冊(cè)、資格審查與高校區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的聯(lián)通功能;實(shí)現(xiàn)學(xué)分登記、跨校、跨國(guó)轉(zhuǎn)移功能;實(shí)現(xiàn)雇主等第三方組織對(duì)學(xué)分與學(xué)歷證書(shū)的真?zhèn)悟?yàn)證功能。如圖1所示，非成員通過(guò)平臺(tái)提出申請(qǐng)，經(jīng)其它成員審核后成為正式成員。成員高校各自建立網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，共同形成EduCTX區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)。成員高校及師生都可加入該網(wǎng)絡(luò)。學(xué)生在成員高校注冊(cè)后，平臺(tái)會(huì)分配一個(gè)專(zhuān)門(mén)的區(qū)塊鏈錢(qián)包。學(xué)生完成課程后，高校教師將課程對(duì)應(yīng)學(xué)分的ECTX代幣轉(zhuǎn)移到學(xué)生區(qū)塊鏈地址。學(xué)生只需提供自己的區(qū)塊鏈地址即可在全球范圍內(nèi)向雇主、高校證明自己已完成的課程、學(xué)歷證書(shū)。整個(gè)過(guò)程不存在管理、文字或語(yǔ)言方面的障礙。

2.1.1 高校加入EduCTX平臺(tái)流程

非成員高校通過(guò)EduCTX平臺(tái)提出申請(qǐng)后，平臺(tái)會(huì)為其生成區(qū)塊鏈錢(qián)包和地址，地址中包含一組公共密鑰和私有密鑰。生成地址后，平臺(tái)會(huì)自動(dòng)將申請(qǐng)高校的注冊(cè)請(qǐng)求發(fā)送給EduCTX平臺(tái)中某個(gè)成員高校。成員高校先驗(yàn)證申請(qǐng)高校官方信息，接著將ECTX代幣轉(zhuǎn)移到申請(qǐng)高校的區(qū)塊鏈地址中。平臺(tái)確認(rèn)交易后，成員高校通過(guò)私有通道向申請(qǐng)高校提出發(fā)送報(bào)銷(xiāo)單（Reimbursement），即ECTX代幣請(qǐng)求。申請(qǐng)高校通過(guò)其私人渠道收到成員高校的報(bào)銷(xiāo)單請(qǐng)求后，將ECTX代幣轉(zhuǎn)移到成員高校的區(qū)塊鏈地址，并告知成員高校驗(yàn)證與申請(qǐng)交易是否存在。如果報(bào)銷(xiāo)單數(shù)值不正確，則成員高校終止申請(qǐng)注冊(cè)過(guò)程。如果正確，成員高校將適當(dāng)數(shù)量的ECTX代幣傳輸?shù)缴暾?qǐng)高校，并通過(guò)EduCTX平臺(tái)向申請(qǐng)高校發(fā)送指令幫助其建立區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)建立成功后，申請(qǐng)高校正式加入EduCTX區(qū)塊鏈。如果成員高校履職不佳，或不按照協(xié)議使用相應(yīng)權(quán)限，則成員高?？梢酝镀背蜂N(xiāo)其資格，并將其分配給新的或現(xiàn)有成員高校，以確保所建立的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)安全和可信任。

2.1.2 學(xué)生注冊(cè)流程

學(xué)生注冊(cè)時(shí)，平臺(tái)為學(xué)生分配一個(gè)ID并生成一個(gè)新區(qū)塊鏈地址，地址包含公共密鑰和私有密鑰，并分配一個(gè)2-2多重簽名區(qū)塊鏈地址，里面存儲(chǔ)發(fā)送者-發(fā)送學(xué)分高校名稱(chēng)、接收者-匿名出現(xiàn)的學(xué)生、代幣-課程學(xué)分值、課程名稱(chēng)等信息。該多重簽名區(qū)塊鏈地址與學(xué)生ID存儲(chǔ)在成員高校數(shù)據(jù)庫(kù)中。高校將ECTX代幣轉(zhuǎn)移到學(xué)生2-2多重簽名區(qū)塊鏈地址中，并通過(guò)高校的私人通道為學(xué)生提供區(qū)塊鏈多重簽名錢(qián)包設(shè)置所需信息，具體包括設(shè)置EduCTX區(qū)塊鏈錢(qián)包說(shuō)明、含有學(xué)生公共密鑰和私有密鑰的區(qū)塊鏈地址、學(xué)生所在高校的公共密鑰、兌換腳本（Redeem script）等，學(xué)生依此信息建立自己的區(qū)塊鏈錢(qián)包，用本人公共密鑰和組織公共密鑰設(shè)置2-2多重簽名區(qū)塊鏈地址，并生成和簽署ECTX代幣傳遞到所在高校區(qū)塊鏈地址。高校使用私有密鑰簽署交易，確認(rèn)該生已成功創(chuàng)建錢(qián)包。

2.1.3 學(xué)分登記流程

考試結(jié)束后，教師即可確認(rèn)并發(fā)布考試結(jié)果。教師或高校管理辦公室找到學(xué)生區(qū)塊鏈地址，根據(jù)課程對(duì)應(yīng)學(xué)分使用區(qū)塊鏈錢(qián)包將適當(dāng)數(shù)量的ECTX代幣轉(zhuǎn)移到學(xué)生的2-2多重簽名區(qū)塊鏈地址。其結(jié)果存儲(chǔ)在學(xué)校區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)中心數(shù)據(jù)庫(kù)中，同時(shí)在中心數(shù)據(jù)庫(kù)做備份。

2.1.4 第三方組織驗(yàn)證學(xué)生學(xué)分記錄流程

學(xué)生發(fā)送自己的區(qū)塊鏈地址和兌換腳本給驗(yàn)證者，驗(yàn)證課程學(xué)分或?qū)W歷證書(shū)真?zhèn)?。組織檢查兌換腳本以驗(yàn)證學(xué)生的區(qū)塊鏈地址，并使用區(qū)塊鏈平臺(tái)訪(fǎng)問(wèn)區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)，檢查2-2多重簽名地址中ECTX代幣數(shù)量。之后通過(guò)私人通道要求學(xué)生使用私有密鑰簽署一條消息以驗(yàn)證身份，如果簽名消息通過(guò)驗(yàn)證則確認(rèn)ECTX代幣屬于該學(xué)生。

2.2 EduCTX平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)

2.2.1 基于A(yíng)RK技術(shù)構(gòu)建開(kāi)放式聯(lián)盟式EduCTX區(qū)塊鏈

區(qū)塊鏈有公共型、私有型、聯(lián)盟型，EduCTX項(xiàng)目基于A(yíng)RK，采用DPoS共識(shí)機(jī)制構(gòu)建兼具公共與聯(lián)盟特征的教育區(qū)塊鏈。ARK不僅是一種加密貨幣，還是一個(gè)區(qū)塊鏈大規(guī)模應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)，能將各種原本競(jìng)爭(zhēng)的高校區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)各區(qū)塊鏈之間的互操作。此外，ARK開(kāi)放、靈活，提供12種以上適合不同客戶(hù)開(kāi)發(fā)的編程語(yǔ)言，方便各種私有區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)加入該平臺(tái)，提升區(qū)塊鏈技術(shù)及其客戶(hù)端應(yīng)用程序的可用性[16]。EduCTX平臺(tái)更改DPoS的共識(shí)參數(shù)，將ARK區(qū)塊鏈調(diào)整為聯(lián)合型區(qū)塊鏈。該技術(shù)能保證高校在加入?yún)^(qū)塊鏈聯(lián)盟系統(tǒng)時(shí)保持相對(duì)獨(dú)立性，更好地吸引高校加入EduCTX項(xiàng)目。

2.2.2 EduCTX區(qū)塊鏈架構(gòu)

如圖2所示，EduCTX區(qū)塊鏈平臺(tái)采用常規(guī)的6層架構(gòu)。

（1）數(shù)據(jù)層。EduCTX平臺(tái)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在各高校自建的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中。各成員高校節(jié)點(diǎn)搭建Linux服務(wù)器，使用PostgreSQL建立節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)。EduCTX平臺(tái)使用IPFS數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式。IPFS是一個(gè)面向全球、去中心化、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的分布式文件系統(tǒng)，能將所有具有相同文件系統(tǒng)的計(jì)算設(shè)備連接在一起。每個(gè)高校的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)只存儲(chǔ)其感興趣的內(nèi)容，以及確定哪個(gè)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)什么內(nèi)容的索引信息。這種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式能降低成員高校的服務(wù)器存儲(chǔ)成本與帶寬成本，提高網(wǎng)絡(luò)效率。

（2）網(wǎng)絡(luò)層。EduCTX采用P2P連接各高校網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)?；赑2P的EduCTX區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有中心節(jié)點(diǎn)，各高校網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)平等、自治，任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)可直接進(jìn)行學(xué)分交換，任何時(shí)刻每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可自由加入或退出。每個(gè)節(jié)點(diǎn)均擁有路由發(fā)現(xiàn)、廣播交易、發(fā)現(xiàn)新節(jié)點(diǎn)等功能。成員高校節(jié)點(diǎn)在本地服務(wù)器上裝有EduCTX區(qū)塊鏈客戶(hù)端，本地服務(wù)器具有整個(gè)區(qū)塊鏈分類(lèi)賬戶(hù)備份，以增加系統(tǒng)的安全性。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)雙重密鑰和2-2多重簽名機(jī)制實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)交換認(rèn)證。

（3）共識(shí)層。EduCTX系統(tǒng)采用并改編了DPos共識(shí)機(jī)制。DPoS是一種民主化機(jī)制，各成員節(jié)點(diǎn)間相互平等，進(jìn)出自由，且不影響整個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行?；贒pos共識(shí)機(jī)制，新成員高校可以基于預(yù)先協(xié)議加入網(wǎng)絡(luò)，成員高校通過(guò)新成員高校已有的信息系統(tǒng)進(jìn)行身份驗(yàn)證，并可利用自己的信用提名其它高校加入EduCTX網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)驗(yàn)證交易并保證整個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)安全。

（4）激勵(lì)層。EduCTX系統(tǒng)以ETCX代幣多少表征學(xué)生學(xué)分?jǐn)?shù)值，并為每個(gè)用戶(hù)分配一個(gè)錢(qián)包存儲(chǔ)ETCX代幣。成員高校、雇主單位、學(xué)生通過(guò)ETCX代幣交易實(shí)現(xiàn)學(xué)分轉(zhuǎn)移和證偽。使用錢(qián)包不需要網(wǎng)絡(luò)同步，用戶(hù)通過(guò)錢(qián)包可以查看任何帳戶(hù)的地址，可以將代幣存儲(chǔ)到對(duì)應(yīng)的區(qū)塊鏈地址，支持各種類(lèi)型代幣數(shù)據(jù)每5分鐘更新一次。當(dāng)錢(qián)包所連接的區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)不可用時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)連接到其它運(yùn)行良好的節(jié)點(diǎn)。

（5）智能合約層。EduCTX系統(tǒng)采用TypeScript、JavaScript腳本建立合約層，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)間自動(dòng)交易。TypeScript是微軟開(kāi)發(fā)的自由和開(kāi)源的編程語(yǔ)言，是JavaScript的一個(gè)超集，提供可選的靜態(tài)類(lèi)型、類(lèi)和接口，為各節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)交換提供標(biāo)準(zhǔn)。JavaScript腳本模塊是用于發(fā)送ARK事務(wù)的JavaScript庫(kù)，無(wú)需成員高校節(jié)點(diǎn)安裝ARK節(jié)點(diǎn)，利用已有節(jié)點(diǎn)即可實(shí)現(xiàn)交易。

（6）應(yīng)用層。EduCTX系統(tǒng)是利用Github開(kāi)源平臺(tái)由相關(guān)成員單位協(xié)同開(kāi)發(fā)而成。平臺(tái)使用REST API建立客戶(hù)端，為用戶(hù)提供瀏覽器客戶(hù)端、錢(qián)包客戶(hù)端、CLI客戶(hù)端等多種人機(jī)交互界面，實(shí)現(xiàn)與各成員高校系統(tǒng)整合與無(wú)縫對(duì)接，為用戶(hù)提供有效、可信賴(lài)、透明的學(xué)分、學(xué)歷證書(shū)管理及轉(zhuǎn)移服務(wù)。

2.2.3 基于Github的模塊化EduCTX平臺(tái)

根據(jù)MIT許可證[17]，使用Github軟件開(kāi)發(fā)EduCTX平臺(tái)。GitHub 是一個(gè)開(kāi)源的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，提供代碼倉(cāng)庫(kù)托管、基本 Web 管理界面、訂閱、討論組、文本渲染、在線(xiàn)文件編輯器、協(xié)作圖譜（報(bào)表）、代碼片段分享等功能，目前有? ? 4 000萬(wàn)用戶(hù)[18]。之所以選擇GitHub平臺(tái)，是因?yàn)殚_(kāi)源平臺(tái)上任何成員可根據(jù)需要修改代碼，同時(shí)也可向其他用戶(hù)分享其代碼，從而形成EduCTX生態(tài)系統(tǒng)。成員高校在保持自身網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)獨(dú)立的基礎(chǔ)上，還能互操作和數(shù)據(jù)共享。

EduCTX平臺(tái)在Github開(kāi)源平臺(tái)搭建7個(gè)模塊[19]：①ectx-initiative模塊。是平臺(tái)前端網(wǎng)站，遵守MIT許可協(xié)議。該協(xié)議簡(jiǎn)單，僅要求保留版權(quán)和許可通知，無(wú)需提交源代碼，可在不同條款下準(zhǔn)許代碼產(chǎn)品提交、修改、分發(fā)等;②ectx-node模塊支持各區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)建設(shè)，為各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供程序安裝包，搭建基于A(yíng)RK技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，使用SPV簡(jiǎn)單區(qū)塊鏈驗(yàn)證方式建立路由表，刪除不安全API接口等;③ectx-explorer模塊為平臺(tái)建立區(qū)塊鏈瀏覽器，與平臺(tái)核心API結(jié)合使用。瀏覽器使用Redis緩存數(shù)據(jù)，使用Freegeoip解析IP地理位置數(shù)據(jù);④ectx-desktop模塊為用戶(hù)提供跨平臺(tái)ECTX錢(qián)包客戶(hù)端。錢(qián)包客戶(hù)端支持在Windows、Linux和Macosx上運(yùn)行;⑤ectx-ts模塊是ECTX API包裝器，采用TypeScript編寫(xiě)，是一個(gè)便于用戶(hù)與ARK區(qū)塊鏈交互的客戶(hù)端庫(kù);⑥ectx-js模塊主要負(fù)責(zé)從客戶(hù)端或服務(wù)器發(fā)送ECTX代幣交易，既可在客戶(hù)端作為browserify的編譯模塊使用，也可在服務(wù)器上作為標(biāo)準(zhǔn)Node.js模塊使用;⑦ectx-client模塊是ECTX區(qū)塊鏈中面向節(jié)點(diǎn)高校的CLI客戶(hù)端。成員高校通過(guò)該客戶(hù)端可以聯(lián)系開(kāi)發(fā)者團(tuán)隊(duì)、主網(wǎng)，或定制基于A(yíng)RK的私有或公共區(qū)塊鏈，可以獲取網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息，創(chuàng)建或獲取帳戶(hù)狀態(tài)，創(chuàng)建虛擬帳戶(hù)，進(jìn)行審核、授權(quán)、投票、交易簽署、消息驗(yàn)證等業(yè)務(wù)。

2.2.4 EduCTX區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)安全保障技術(shù)

區(qū)塊鏈錢(qián)包數(shù)據(jù)可能被對(duì)手竊取，冒充學(xué)生偽稱(chēng)學(xué)術(shù)成績(jī)，此為EduCTX區(qū)塊鏈潛在風(fēng)險(xiǎn)，數(shù)據(jù)安全保障技術(shù)是關(guān)鍵。EduCTX系統(tǒng)采用多種數(shù)據(jù)安全保護(hù)機(jī)制：①EduCTX錢(qián)包集成Ledger NanoS硬件錢(qián)包用于存儲(chǔ)密碼，以保護(hù)資產(chǎn)和數(shù)字支付[20];②用戶(hù)錢(qián)包采用2-2多級(jí)多重簽名地址技術(shù)，里面包含高校公共密鑰和學(xué)生公共密鑰。學(xué)分交易中需要高校使用學(xué)生私有密鑰簽名才能將代表學(xué)分的ECTX代幣進(jìn)行交易，所以學(xué)生無(wú)法將獲得的任何ECTX代幣發(fā)送給其它區(qū)塊鏈地址;③采用匿名機(jī)制。區(qū)塊鏈地址與用戶(hù)身份沒(méi)有直接關(guān)聯(lián)，以避免身份被盜。區(qū)塊鏈地址存儲(chǔ)和接收ECTX代幣只需展示區(qū)塊鏈地址就可確認(rèn)課程完成情況;④采用雙重密鑰技術(shù)。EduCTX區(qū)塊鏈中的公共密鑰和私有密鑰由隨機(jī)數(shù)字和字母組成;⑤錢(qián)包補(bǔ)發(fā)機(jī)制。如果私有密鑰丟失，無(wú)法證明所擁有的區(qū)塊鏈地址和ECTX代幣，學(xué)生可向其所在高校申請(qǐng)重新分配一個(gè)新的區(qū)塊鏈地址，高校驗(yàn)證其記錄并將代幣轉(zhuǎn)移到新的區(qū)塊鏈地址，原有區(qū)塊鏈地址作廢。

3 EduCTX項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)

（1）區(qū)塊鏈技術(shù)去中心化特點(diǎn)契合高校間松散聯(lián)盟合作需求。作為一種自愿結(jié)合的聯(lián)合體， 高校聯(lián)盟建立與發(fā)展無(wú)疑需要聯(lián)盟成員之間相互助力。而當(dāng)前高校聯(lián)盟建設(shè)往往呈現(xiàn)出牽頭學(xué)校熱情高、任務(wù)重， 而其他成員缺乏實(shí)際責(zé)任分擔(dān)問(wèn)題[21]。如何在保持高校獨(dú)立性的同時(shí)又能促進(jìn)高校間合作是高校聯(lián)盟推進(jìn)難題。

區(qū)塊鏈技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于創(chuàng)建一個(gè)去中心化環(huán)境，沒(méi)有第三方控制交易[22]。區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)不依賴(lài)于單個(gè)控制點(diǎn)，而是所有節(jié)點(diǎn)之間共享。EduCTX項(xiàng)目基于A(yíng)RK區(qū)塊鏈技術(shù)與Dpos共識(shí)機(jī)制，構(gòu)建開(kāi)放、去中心、聯(lián)盟式的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，在不完全改變高校目前已有信息系統(tǒng)基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)共存與互操作，這不僅保證了高校節(jié)點(diǎn)的相對(duì)獨(dú)立，還使區(qū)塊鏈系統(tǒng)具有很大彈性，可容納更多高校加入網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)機(jī)構(gòu)也可隨時(shí)退出而不影響系統(tǒng)運(yùn)行。

（2）分布式賬本有助于加強(qiáng)跨組織教育合作中的信任及降低管理成本。學(xué)歷證書(shū)造假一直是高等教育國(guó)際化難題。從2018年5月開(kāi)始，教育部留學(xué)服務(wù)中心開(kāi)始公開(kāi)（境外）學(xué)歷學(xué)位認(rèn)證失信名單。僅2018年就有202人被查出提交的認(rèn)證申請(qǐng)材料包含虛假、偽造或無(wú)效信息[23]，2019年達(dá)到309人[24]。可見(jiàn)通過(guò)紙質(zhì)文檔審核驗(yàn)證學(xué)習(xí)成績(jī)、學(xué)歷證書(shū)很容易被偽造，這不僅給相關(guān)高校造成極大工作負(fù)擔(dān)，同時(shí)容易對(duì)申請(qǐng)者及畢業(yè)學(xué)校產(chǎn)生不信任感。

區(qū)塊鏈技術(shù)創(chuàng)造一種分布式記賬方式，交易方直接交易并同步記錄在各自賬本上且不可篡改，因此交易方之間不需要相互信任，各自確認(rèn)的記錄就是信任。EduCTX系統(tǒng)中，代表學(xué)生學(xué)分的ECTX代幣轉(zhuǎn)入其區(qū)塊鏈地址與教師登記課程成績(jī)同步發(fā)生，學(xué)生課程學(xué)分確認(rèn)是學(xué)生與高校間的直接交易，不通過(guò)第三方。在學(xué)分交易中，雙方區(qū)塊鏈地址由公共密鑰和私有密鑰構(gòu)成，公共密鑰公開(kāi)，私有密鑰則只有擁有者可見(jiàn)。每次學(xué)生錢(qián)包中代表學(xué)分的ECTX代幣轉(zhuǎn)入都需要學(xué)生和高校用私有密鑰進(jìn)行數(shù)字簽名確認(rèn)，任何一方都無(wú)法造假。所以一旦學(xué)分確認(rèn)任何一方都無(wú)法篡改。相關(guān)單位只能在學(xué)生同意情況下查證其學(xué)分、學(xué)歷證書(shū)的真實(shí)性。這不僅降低了依靠紙質(zhì)文本證明學(xué)生學(xué)分和學(xué)歷證書(shū)帶來(lái)的防偽性差問(wèn)題，還在很大程度上減少跨校間學(xué)分轉(zhuǎn)移、學(xué)歷證書(shū)證偽等成本與管理障礙，有效提升高校在聯(lián)合學(xué)位授予、學(xué)生交換項(xiàng)目等方面的管理效率，為雇主和學(xué)生提供更加便捷、高效、透明的服務(wù)。

4 區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用困境

雖然區(qū)塊鏈技術(shù)在教育領(lǐng)域應(yīng)用已有4年多，但仍處于試驗(yàn)階段。EduCTX項(xiàng)目2016年提出，2017年投入使用，迄今也僅有4所高校加入，并未取得預(yù)期成效。所以除了考慮區(qū)塊鏈技術(shù)優(yōu)勢(shì)外，還要審慎思考其應(yīng)用是否契合教育組織與教育活動(dòng)本質(zhì)特征。

（1）代表學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的學(xué)分與學(xué)歷證書(shū)的可交易性問(wèn)題。區(qū)塊鏈技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于分布式共識(shí)機(jī)制與價(jià)值激勵(lì)相結(jié)合，激勵(lì)機(jī)制促成區(qū)塊鏈生態(tài)圈平衡發(fā)展，區(qū)塊鏈中交易產(chǎn)品的商品特性與貨幣價(jià)值是激勵(lì)機(jī)制形成的關(guān)鍵。EduCTX項(xiàng)目中，以類(lèi)似于比特幣的ECTX代幣代表學(xué)生學(xué)分，學(xué)分交換與學(xué)歷證書(shū)證偽是交易內(nèi)容。從EduCTX項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案和實(shí)際運(yùn)行來(lái)看，這種交易自身不產(chǎn)生商業(yè)價(jià)值，其ECTX代幣也不具備貨幣價(jià)值。這種交易對(duì)高校、學(xué)生、雇主帶來(lái)最大的經(jīng)濟(jì)收益就是降低學(xué)分與學(xué)歷證書(shū)證偽成本，為雇主驗(yàn)證求職者學(xué)歷證書(shū)提供更可信的方式。然而EduCTX項(xiàng)目所預(yù)設(shè)的這種需求目前并非大多數(shù)高校、學(xué)生、雇主需求。此外，阻礙高等教育聯(lián)盟跨校學(xué)分轉(zhuǎn)移、學(xué)歷證書(shū)信息共享的主要障礙并不是造假，而是高校間教育質(zhì)量、社會(huì)認(rèn)可度不一等諸多因素。EduCTX項(xiàng)目并沒(méi)有建立一種激發(fā)用戶(hù)參與全球?qū)W分與學(xué)歷證書(shū)管理生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建的激勵(lì)機(jī)制。從教育特性看，EduCTX項(xiàng)目將對(duì)知識(shí)和技能掌握的學(xué)分、學(xué)歷證書(shū)作為可交易代幣，但長(zhǎng)期以來(lái)教育領(lǐng)域一直批判只依靠分?jǐn)?shù)評(píng)定學(xué)生學(xué)業(yè)成績(jī)的方法。隨著學(xué)習(xí)分析技術(shù)的發(fā)展，學(xué)校更多強(qiáng)調(diào)的是系統(tǒng)評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程與結(jié)果，促進(jìn)學(xué)生能力與個(gè)性化發(fā)展[25]。所以以代幣記錄學(xué)分，將其作為證明學(xué)生知識(shí)與能力掌握程度的替代物進(jìn)行交易，有可能使 “重分?jǐn)?shù)、輕能力”現(xiàn)象更加嚴(yán)重，不利于教育發(fā)展。

（2）教育體系中的信任問(wèn)題。去信任是區(qū)塊鏈技術(shù)的主要特征[26]。區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用到高校學(xué)分與學(xué)歷證書(shū)管理中，是將學(xué)生（潛在的員工）及認(rèn)定學(xué)分或頒發(fā)學(xué)位的高校視為不可信任。如何衡量或驗(yàn)證高校可信度，不同高校學(xué)分、學(xué)歷證書(shū)在交易中是否等值，至今還是一個(gè)未解難題。教育信任是教育主體之間的相互信任，是對(duì)彼此認(rèn)可的互信和肯定[27]。教育信任的人本價(jià)值指向人的自由全面發(fā)展，體現(xiàn)教育客體的期望價(jià)值和感知價(jià)值[28]。然而原本應(yīng)該被培養(yǎng)為誠(chéng)信主體的學(xué)生，以及以誠(chéng)信為教育使命之一的高校，卻被默認(rèn)為不可信任。如果區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用的結(jié)果是將信任從教育中剝離，將學(xué)校安身立命的文化、道德、修養(yǎng)，以透明、公開(kāi)的學(xué)分與證書(shū)證偽交易所替代，那就可能從根本上動(dòng)搖高校立德樹(shù)人使命的實(shí)現(xiàn)。

（3）區(qū)塊鏈賬本中學(xué)習(xí)者教育記錄的永久不變與終身教育發(fā)展的予盾。索尼全球教育總裁Masaaki Isozu表示：我們希望將終身學(xué)習(xí)記錄永遠(yuǎn)安全地保存在云端。安全地交易這些記錄是教育領(lǐng)域的一項(xiàng)全新服務(wù)[29]，而這與終身教育所追求的目標(biāo)相悖。終身教育的本質(zhì)是持續(xù)不斷地促進(jìn)人的成長(zhǎng)和發(fā)展，學(xué)生畢業(yè)后需要在生活和工作中通過(guò)不斷學(xué)習(xí)以完善自身。區(qū)塊鏈中學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)不可纂改并終身保存，有可能讓雇主更多關(guān)注學(xué)分和學(xué)歷證書(shū)所代表的知識(shí)與能力，而忽略人的可塑性和發(fā)展性，也有可能使雇主不是根據(jù)應(yīng)聘者能力和崗位需求，而是根據(jù)應(yīng)聘者的第一學(xué)歷對(duì)其進(jìn)行不科學(xué)評(píng)價(jià)和不合理篩選，這樣不僅不利于終身教育體系發(fā)展，而且會(huì)加重當(dāng)前社會(huì)第一學(xué)歷歧視問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

EduCTX平臺(tái)充分利用區(qū)塊鏈技術(shù)去中心化、分布式賬本優(yōu)勢(shì)，基于跨組織間學(xué)位與學(xué)分信息管理流程，利用開(kāi)源平臺(tái)開(kāi)發(fā)而成，在保留高校已有系統(tǒng)獨(dú)立性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了跨校學(xué)歷證書(shū)與學(xué)分信息的實(shí)時(shí)共享，有效解決了跨校間紙質(zhì)證明真?zhèn)悟?yàn)證的繁瑣及欺詐問(wèn)題。EduCTX平臺(tái)中的業(yè)務(wù)模型、技術(shù)模型及技術(shù)開(kāi)發(fā)路線(xiàn)，為非營(yíng)利性教育組織如何在保證自身獨(dú)立的前提下，以低成本方式應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)開(kāi)展跨組織實(shí)時(shí)信息共享與業(yè)務(wù)協(xié)同提供了可參考案例。

EduCTX項(xiàng)目面臨兩大溝壑：①教育信息技術(shù)解決方案如何面對(duì)教育的復(fù)雜性。EduCTX項(xiàng)目將成員高校及課程學(xué)分、學(xué)歷證書(shū)一視同仁，但現(xiàn)實(shí)中學(xué)生在哈佛大學(xué)與社區(qū)學(xué)院所獲得的證書(shū)與學(xué)分顯而易見(jiàn)差異極大，所以EduCTX平臺(tái)只解決了跨校學(xué)歷證書(shū)與學(xué)分真?zhèn)悟?yàn)證難題，并沒(méi)有解決高校間因?qū)哟尾町愡^(guò)大導(dǎo)致的跨校學(xué)分互認(rèn)動(dòng)力不足問(wèn)題，這也是EduCTX項(xiàng)目參與高校不多的主因;②技術(shù)應(yīng)用可能產(chǎn)生教育異化，教育領(lǐng)域的技術(shù)異化問(wèn)題始終與教育信息化相伴相生，區(qū)塊鏈技術(shù)也概莫能外，教育背離其本質(zhì)屬性是技術(shù)異化產(chǎn)生的直接原因[30]。將學(xué)分與學(xué)力證書(shū)背后所隱含的知識(shí)與能力水平等同于冰冷可交易的代幣，在分布式賬本中如何讓高校與學(xué)生受到信任，以及避免區(qū)塊鏈中永不可篡改的學(xué)術(shù)記錄成為制約學(xué)生終身學(xué)習(xí)及人生發(fā)展的枷鎖，是區(qū)塊鏈應(yīng)用必須思考的問(wèn)題。

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（責(zé)任編輯：杜能鋼）