韋書令

(廣西開放大學(xué) 廣西現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究中心，南寧 530022)

一、前言

隨著以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)型社會(huì)不斷建立完善，社區(qū)教育的學(xué)習(xí)需求持續(xù)增長,并呈現(xiàn)多層次、多元化和個(gè)性化的特征，為社區(qū)學(xué)習(xí)者從不同途徑獲得的知識(shí)、能力和技能提供等價(jià)且公正的評(píng)估，將成為社區(qū)教育改革的共識(shí)。但社區(qū)教育作為非正式學(xué)習(xí)環(huán)境下的教育形態(tài)，其學(xué)習(xí)成果來源多樣且復(fù)雜，在認(rèn)證過程中還存在效率低、成本高、信息不對(duì)稱和監(jiān)管缺失等問題，影響了社區(qū)教育學(xué)習(xí)成果的表述和認(rèn)證。高志敏認(rèn)為我國在構(gòu)建終身教育體系、倡導(dǎo)終身學(xué)習(xí)與創(chuàng)建學(xué)習(xí)化社會(huì)進(jìn)程中，有必要對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)成果確立一種多元并能夠相互認(rèn)可的認(rèn)證支持系統(tǒng)。[1]亞當(dāng)斯貝克爾等提出獲取“可信的非正式學(xué)習(xí)”已成為目前教育與技術(shù)深度融合的巨大挑戰(zhàn)之一，[2]主要挑戰(zhàn)在于如何記錄、測量和認(rèn)證非正式學(xué)習(xí)的成果，還缺少統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)和有效方式。高潔等為對(duì)學(xué)習(xí)者在工作中、生活中獲得的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)與技能等不同類型學(xué)習(xí)成果進(jìn)行認(rèn)證，提出一種科學(xué)化而又具有可操作性的非正式學(xué)習(xí)成果認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)方式，從而探索一種積累學(xué)習(xí)成果的途徑，具有非常重要的意義。[3]

當(dāng)前社區(qū)教育呈現(xiàn)出利益主體、內(nèi)容形式和學(xué)習(xí)場所日益多元的去中心化特征，其學(xué)習(xí)成果的認(rèn)證過程應(yīng)具有較好的安全性、透明性和真實(shí)性，通過區(qū)塊鏈的密碼學(xué)原理和共識(shí)機(jī)制保證學(xué)習(xí)成果的可信度，提升認(rèn)證過程的質(zhì)量和效率，幫助社區(qū)教育學(xué)習(xí)者更好地融入社會(huì)評(píng)價(jià)體系。李青等提出區(qū)塊鏈可以提供去中心化的學(xué)習(xí)記錄服務(wù)，降低求學(xué)、求職和人才雇傭的成本。[4]沈忠華認(rèn)為區(qū)塊鏈能有效地保證數(shù)據(jù)的可靠性，較好地應(yīng)對(duì)誠信度低、監(jiān)管水平弱的某些環(huán)境，任何教育機(jī)構(gòu)和學(xué)習(xí)者可以跨平臺(tái)和跨系統(tǒng)地記錄學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)結(jié)果。[5]習(xí)近平在主持中共中央政治局第十八次集體學(xué)習(xí)時(shí)強(qiáng)調(diào)，把區(qū)塊鏈作為核心技術(shù)自主創(chuàng)新的重要突破口，積極推動(dòng)區(qū)塊鏈技術(shù)在教育等領(lǐng)域的應(yīng)用。[6]區(qū)塊鏈的特性可為社區(qū)教育改革與創(chuàng)新賦予有力的教學(xué)動(dòng)能：一是可對(duì)學(xué)習(xí)成果進(jìn)行確權(quán)、認(rèn)證與隱私保護(hù)，解決陌生主體之間的信任問題，創(chuàng)造安全可信的教學(xué)生態(tài)；二是將缺乏流通性的學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化有價(jià)值的鏈上通證，可激發(fā)社區(qū)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動(dòng)力和自信；三是擴(kuò)延社區(qū)教育學(xué)習(xí)成果認(rèn)證的手段與路徑，合理評(píng)估社區(qū)教育的價(jià)值和水平。

基于此，本文針對(duì)社區(qū)教育不同主體之間學(xué)習(xí)成果認(rèn)證過程存在的問題，提出一種融合區(qū)塊鏈技術(shù)的學(xué)習(xí)成果認(rèn)證模型，通過帶有時(shí)間戳的區(qū)塊記錄身份信息和學(xué)習(xí)成果來保證數(shù)據(jù)的不可篡改和可追溯性，引入混合共識(shí)機(jī)制以提高學(xué)習(xí)成果的可信度，在傳統(tǒng)信用評(píng)分機(jī)制的基礎(chǔ)上定義“信任值”的評(píng)價(jià)權(quán)值，深入探究區(qū)塊鏈上學(xué)習(xí)成果認(rèn)證各節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行機(jī)理。

二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.學(xué)習(xí)成果認(rèn)證

目前學(xué)習(xí)成果認(rèn)證的主要對(duì)象是社區(qū)內(nèi)的成人學(xué)習(xí)者，他們有著不同的社會(huì)背景、學(xué)習(xí)經(jīng)歷和工作經(jīng)歷，因此，具體實(shí)施過程中需要利益相關(guān)者的積極參與，明晰各類非正式學(xué)習(xí)成果的社會(huì)價(jià)值含量。《歐洲指南》強(qiáng)調(diào)，非正規(guī)與非正式學(xué)習(xí)成果認(rèn)證，比正規(guī)學(xué)校教育內(nèi)的認(rèn)證過程復(fù)雜和成本高昂。[7]周晶晶提出學(xué)習(xí)成果認(rèn)證是指權(quán)威機(jī)構(gòu)根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)學(xué)習(xí)者參加一定學(xué)習(xí)過程后獲得的知識(shí)、能力和技能進(jìn)行評(píng)價(jià)，以確定其是否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，并對(duì)滿足要求的學(xué)習(xí)者頒發(fā)正式憑證，以證明其具備相應(yīng)的知識(shí)與能力并獲得社會(huì)承認(rèn)的過程。[8]從終身學(xué)習(xí)的角度看，學(xué)習(xí)場景除學(xué)校之外還包括鄰里社區(qū)、工作場所和居家環(huán)境；學(xué)習(xí)成果呈現(xiàn)形態(tài)多樣，包括經(jīng)驗(yàn)、技能、作品、設(shè)計(jì)、證書、實(shí)驗(yàn)、專利和論文等；學(xué)習(xí)成果獲取渠道則是多元化的，包括經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)、自我學(xué)習(xí)、課堂學(xué)習(xí)、在線學(xué)習(xí)、數(shù)字化學(xué)習(xí)等。

社區(qū)教育領(lǐng)域的學(xué)習(xí)成果認(rèn)證是一項(xiàng)艱巨而復(fù)雜的任務(wù)，評(píng)估過程和結(jié)果都必須客觀、公平和透明，并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間和范圍內(nèi)實(shí)施。對(duì)社區(qū)學(xué)習(xí)成果進(jìn)行評(píng)價(jià)和認(rèn)證將會(huì)改變目前社會(huì)“重學(xué)歷輕職業(yè)”的評(píng)價(jià)方式，為有效解決不同學(xué)歷教育之間的溝通與銜接提供新的途徑和方案。學(xué)習(xí)成果認(rèn)證的探索和實(shí)踐始于終身學(xué)習(xí)理念的推廣,各國政府部門和教育組織為此制定了關(guān)于學(xué)習(xí)成果認(rèn)證的政策措施、資歷框架和認(rèn)證指南，但由于各地區(qū)教育發(fā)展不平衡和實(shí)施主體多樣，導(dǎo)致對(duì)學(xué)習(xí)成果認(rèn)證的定義和實(shí)施各不相同，使得學(xué)習(xí)成果認(rèn)證的范圍和復(fù)雜性也極大增加。目前常用的辦法是由政府部門、教育機(jī)構(gòu)和行業(yè)專家共同參與制定和實(shí)施國家資歷框架標(biāo)準(zhǔn),比如香港特區(qū)教育局發(fā)布的“資歷級(jí)別通用指標(biāo)”、東盟發(fā)布的“東盟質(zhì)量保證框架”(AQAF)以及歐盟發(fā)布的“歐洲學(xué)分轉(zhuǎn)換制度”等等。[9—11]我國《國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃綱要》提出，要“建立國家資歷框架認(rèn)證平臺(tái)，建設(shè)國家學(xué)習(xí)成果轉(zhuǎn)化管理網(wǎng)，學(xué)習(xí)成果認(rèn)證服務(wù)體系等基礎(chǔ)設(shè)施，為學(xué)習(xí)者建立終身學(xué)習(xí)成果檔案；推進(jìn)同層次或不同層次學(xué)校之間，學(xué)校與行業(yè)、企業(yè)、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)之間，區(qū)域之間實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)成果互認(rèn)”。[12]

2.區(qū)塊鏈的教學(xué)應(yīng)用

國內(nèi)也有不少學(xué)者對(duì)區(qū)塊鏈教學(xué)案例進(jìn)行分析和實(shí)踐，在學(xué)分認(rèn)證、身份認(rèn)證和技能證明等方面也取得不錯(cuò)的進(jìn)展。如吳莎莎在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中嵌入數(shù)字徽章的認(rèn)證功能，對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過程進(jìn)行記錄，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)服務(wù)；[19]蔡維德等提出了賬戶區(qū)塊鏈(account blockchain,簡稱ABC)和交易區(qū)塊鏈(trading blockchain,簡稱TBC)的雙鏈設(shè)計(jì)模型,可用于解決教育公信認(rèn)證復(fù)雜等問題；[20]李鳳英等提出的區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于MOOC學(xué)習(xí)者身份認(rèn)證的全過程解決方案，可確保信息傳輸?shù)恼鎸?shí)可靠，用于學(xué)習(xí)軌跡記錄、學(xué)習(xí)證書頒發(fā)和學(xué)習(xí)過程驗(yàn)證；[21]熊維祥針對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)行為進(jìn)行記錄廣播并實(shí)現(xiàn)分布式存儲(chǔ)，結(jié)合區(qū)塊鏈特點(diǎn)設(shè)計(jì)P2P數(shù)據(jù)傳輸模型并實(shí)現(xiàn)運(yùn)行，可記錄在線教育機(jī)構(gòu)的自主學(xué)習(xí)過程。[22]

由以上文獻(xiàn)可見，區(qū)塊鏈的教學(xué)應(yīng)用多集中于學(xué)習(xí)內(nèi)容和過程的存儲(chǔ)和記錄，還缺少從區(qū)塊鏈共識(shí)機(jī)制的角度對(duì)應(yīng)用場景、數(shù)據(jù)產(chǎn)權(quán)和利益相關(guān)方進(jìn)行深入研究，缺乏區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的通證化對(duì)參與主體認(rèn)證行為的激勵(lì)作用探究。對(duì)于如何確保區(qū)塊鏈上的學(xué)習(xí)成果得到社會(huì)承認(rèn)并具有公信力、如何有機(jī)結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)開展教學(xué)活動(dòng)等問題，還有待于進(jìn)一步的理論積累和實(shí)踐探索。

三、基于區(qū)塊鏈的學(xué)習(xí)成果認(rèn)證模型

區(qū)塊鏈的共識(shí)機(jī)制使得每筆學(xué)習(xí)成果認(rèn)證都不依賴中心機(jī)構(gòu)，而是通過參與節(jié)點(diǎn)的共識(shí)來實(shí)現(xiàn)認(rèn)證一致性，但社區(qū)教育學(xué)習(xí)成果的來源多樣且復(fù)雜，認(rèn)證過程往往涉及雙方或者多方，各利益相關(guān)方的訴求也不一致，因此，本研究提出學(xué)習(xí)成果認(rèn)證模型的設(shè)計(jì)原則如下：學(xué)生節(jié)點(diǎn)對(duì)學(xué)習(xí)成果的真實(shí)性和有效性負(fù)責(zé)；教師節(jié)點(diǎn)達(dá)成學(xué)習(xí)成果質(zhì)量的一致性和共識(shí)；學(xué)習(xí)成果認(rèn)證過程需由利益相關(guān)方共同參與；可接受不同社區(qū)教育機(jī)構(gòu)的監(jiān)督。

1.模型的基本框架

本模型的基本框架由數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、服務(wù)層和應(yīng)用層組成(見圖1)。其中，數(shù)據(jù)層的主要功能是通過哈希函數(shù)、共識(shí)算法和數(shù)字加密等技術(shù)將社區(qū)學(xué)習(xí)者上傳的學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到蓋有時(shí)間戳的數(shù)據(jù)區(qū)塊；網(wǎng)絡(luò)層由點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳播和認(rèn)證機(jī)制來實(shí)現(xiàn)每個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的校驗(yàn)和記賬，并提供不同角色的節(jié)點(diǎn)和驗(yàn)證機(jī)制來實(shí)現(xiàn)身份權(quán)限控制；服務(wù)層負(fù)責(zé)對(duì)學(xué)習(xí)成果信息和用戶身份進(jìn)行簽名認(rèn)證，當(dāng)相關(guān)節(jié)點(diǎn)達(dá)成共識(shí)后對(duì)區(qū)塊鏈進(jìn)行更新，并提供相應(yīng)的激勵(lì)機(jī)制服務(wù)；應(yīng)用層則封裝了用戶注冊(cè)、數(shù)據(jù)上傳和信息查詢等應(yīng)用場景，直接為用戶節(jié)點(diǎn)提供信息交互的接口。

由于社區(qū)教育的學(xué)習(xí)成果主要來源于學(xué)習(xí)者工作和生活的經(jīng)歷，且將學(xué)習(xí)成果認(rèn)證視為個(gè)人發(fā)展和自我實(shí)現(xiàn)的過程，因此本模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將重點(diǎn)關(guān)注學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程和成果來源，并以知識(shí)、技能和能力為基礎(chǔ)創(chuàng)建認(rèn)證單元。學(xué)習(xí)成果認(rèn)證單元的區(qū)塊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由區(qū)塊頭和區(qū)塊體組成(見圖2)，區(qū)塊頭包括成果ID、時(shí)間戳、隨機(jī)數(shù)、區(qū)塊的前后哈希值和Merkle根；區(qū)塊體封裝了學(xué)習(xí)成果認(rèn)證單元，并對(duì)成果來源、識(shí)別方法、描述維度、呈現(xiàn)形式和應(yīng)用場景等信息進(jìn)行哈希函數(shù)處理。哈希函數(shù)具有輸出結(jié)果長度固定的特性，且輸出值難以反推輸入值，可實(shí)現(xiàn)區(qū)塊所包含數(shù)據(jù)的完整性和安全性，常用于認(rèn)證過程的快速驗(yàn)證和數(shù)字簽名的構(gòu)建,區(qū)塊之間通過哈希值進(jìn)行鏈接。其中，成果ID表示每項(xiàng)學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)的唯一標(biāo)識(shí)；時(shí)間戳表示發(fā)生提交或認(rèn)證的時(shí)間，每份學(xué)習(xí)成果記錄都將打上時(shí)間戳，按照時(shí)間順序?qū)ι蓞^(qū)塊進(jìn)行排序；隨機(jī)數(shù)是密碼學(xué)的關(guān)鍵部分，可幫助各方節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)共識(shí)機(jī)制，同時(shí)可用于密鑰的生成，保證區(qū)塊鏈上數(shù)據(jù)交互的安全；Merkle根是一種哈希二叉樹，主要用于對(duì)認(rèn)證信息進(jìn)行兩兩配對(duì)的分組哈希計(jì)算，并驗(yàn)證其存在性和完整性。

2.模型的共識(shí)機(jī)制

劉懿中等提出共識(shí)機(jī)制是區(qū)塊鏈技術(shù)的基礎(chǔ)和核心，共識(shí)機(jī)制決定參與節(jié)點(diǎn)以何種方式與某些特定的數(shù)據(jù)達(dá)成一致。[23]由于區(qū)塊鏈中還存在延遲、攻擊和堵塞等不可控因素，可能造成各個(gè)節(jié)點(diǎn)所記錄事務(wù)的先后順序不能完全一致，同時(shí)還存在互不信任的多方主體(包括大量的學(xué)習(xí)者節(jié)點(diǎn))，不可避免地受不同利益驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)生不合作、欺騙和作惡的可能，必然會(huì)影響學(xué)習(xí)成果認(rèn)證共識(shí)的效率、質(zhì)量和公正性。因此，本模型將采用權(quán)益證明機(jī)制(PoS)與實(shí)用拜占庭容錯(cuò)算法(PBFT)相結(jié)合的混合共識(shí)機(jī)制處理以上問題，其具體流程(見圖3)如下：首先，通過權(quán)益證明機(jī)制(PoS)的方式選舉資質(zhì)和信譽(yù)良好的教師組成初始學(xué)術(shù)委員會(huì)。然后，將學(xué)術(shù)委員會(huì)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)抽象為區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)群形成快速認(rèn)證通道，通過實(shí)用拜占庭容錯(cuò)算法(PBFT)完成認(rèn)證共識(shí)，當(dāng)3/4的委員會(huì)節(jié)點(diǎn)同意時(shí)則認(rèn)證通過，無需全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)同意就可完成認(rèn)證。學(xué)術(shù)委員會(huì)節(jié)點(diǎn)是創(chuàng)建和維護(hù)區(qū)塊鏈的主要個(gè)體，通過密碼學(xué)和共識(shí)算法對(duì)學(xué)習(xí)成果進(jìn)行驗(yàn)證、存儲(chǔ)及更新至區(qū)塊鏈。最后，學(xué)術(shù)委員會(huì)將每隔一個(gè)時(shí)期選舉新委員,用來防止惡意節(jié)點(diǎn)的欺騙和破壞。

3.模型的激勵(lì)機(jī)制

在達(dá)成區(qū)塊鏈中學(xué)習(xí)成果的共識(shí)之后，還需激勵(lì)各方節(jié)點(diǎn)以理性和誠實(shí)的行為參與認(rèn)證過程，以期完成高質(zhì)量學(xué)習(xí)成果認(rèn)證。區(qū)塊鏈的通證對(duì)應(yīng)現(xiàn)實(shí)世界的所有權(quán)憑證，而共識(shí)機(jī)制使得通證具有流通性和價(jià)值屬性，因此，可對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為給予外在激勵(lì)。本模型通過信任值T體現(xiàn)參與學(xué)習(xí)成果認(rèn)證的有效性和積極性，由互不信任的多方主體共同維護(hù)，每當(dāng)成功完成一筆學(xué)習(xí)成果認(rèn)證，每個(gè)參與認(rèn)證節(jié)點(diǎn)的信任值T就會(huì)進(jìn)行重新評(píng)定,是對(duì)教師或機(jī)構(gòu)的認(rèn)證行為和學(xué)習(xí)者的成果提交量進(jìn)行獎(jiǎng)懲激勵(lì)。在經(jīng)過一定次數(shù)的認(rèn)證后，每個(gè)教師節(jié)點(diǎn)的認(rèn)證行為和學(xué)習(xí)者的提交行為獲得的信任值T即趨向合理。它主要包括兩個(gè)指標(biāo)：教師認(rèn)證質(zhì)量和學(xué)習(xí)者成果提交量。由于不同教師的學(xué)習(xí)成果認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)具有隨機(jī)性，會(huì)引起學(xué)習(xí)成果的認(rèn)證誤差，因此我們將教師對(duì)該筆學(xué)習(xí)成果的認(rèn)證質(zhì)量設(shè)定為Qvalue,m，為節(jié)點(diǎn)在第m次認(rèn)證的認(rèn)證質(zhì)量平均值；學(xué)習(xí)者在該節(jié)點(diǎn)的成果提交量則設(shè)定為C，學(xué)習(xí)者節(jié)點(diǎn)積極參與學(xué)習(xí)成果提交時(shí)取C=tQvalue,n，其中t為本次認(rèn)證中所有參與認(rèn)證的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)。

綜上，每個(gè)參與認(rèn)證節(jié)點(diǎn)的信任值如下：

(1)

式中x和y分別為該節(jié)點(diǎn)參與認(rèn)證和提交的總次數(shù)，α和β為權(quán)重因子，它們的取值分別反映出對(duì)節(jié)點(diǎn)的認(rèn)證質(zhì)量評(píng)價(jià)與成果提交量的相對(duì)重要程度。

4.模型的身份認(rèn)證

在認(rèn)證過程中通過共識(shí)機(jī)制保證學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)的一致性，保證區(qū)塊鏈內(nèi)部工作節(jié)點(diǎn)和外部注冊(cè)用戶身份的可驗(yàn)證性和監(jiān)管性,實(shí)現(xiàn)過濾非法用戶、阻擋惡意攻擊者和用戶權(quán)限管理等功能。但由于區(qū)塊鏈模型在運(yùn)行中可能存在類似拜占庭(Byzantine)將軍問題，所以，學(xué)術(shù)委員會(huì)需要對(duì)不同身份權(quán)限的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行審核和確認(rèn)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)收到認(rèn)證同意的回復(fù)后，該節(jié)點(diǎn)會(huì)向整個(gè)區(qū)塊鏈廣播，然后，區(qū)塊鏈所有節(jié)點(diǎn)會(huì)更新自己節(jié)點(diǎn)信息庫，標(biāo)識(shí)新節(jié)點(diǎn)的加入。

區(qū)塊鏈中所有參與節(jié)點(diǎn)通過非對(duì)稱加密程序生成屬于自己的密鑰對(duì)，公鑰用于身份確認(rèn)和學(xué)習(xí)成果信息加密，私鑰用于數(shù)字簽名和學(xué)習(xí)成果信息解密(見圖4)。由于存在公鑰被人冒用和單一私鑰被暴力破解或暴露的可能性，本模型使用多重簽名來保障認(rèn)證過程的安全性，即每項(xiàng)學(xué)習(xí)成果進(jìn)行認(rèn)證時(shí)，使用N名教師的公鑰生成多重簽名地址，只需要M個(gè)教師的私鑰簽名則可實(shí)現(xiàn)認(rèn)證完成(N>M)。例如，有N個(gè)認(rèn)證參與方，只需N方中的任意M方簽名即可完成認(rèn)證，類似于一份文件需要多部門簽字才能生效。

5.模型的應(yīng)用流程

區(qū)塊鏈技術(shù)加快了數(shù)據(jù)在學(xué)習(xí)者、教師和機(jī)構(gòu)等多主體節(jié)點(diǎn)之間的流通，同時(shí)帶有教師簽名的評(píng)價(jià)信息會(huì)伴隨著學(xué)習(xí)成果一起上鏈，整個(gè)認(rèn)證過程包括數(shù)據(jù)上鏈、認(rèn)證和查詢等環(huán)節(jié)，學(xué)習(xí)者、教師和機(jī)構(gòu)等各方節(jié)點(diǎn)地位對(duì)等且以扁平式結(jié)構(gòu)互通互聯(lián)(見圖5)。

學(xué)習(xí)成果認(rèn)證與查詢的具體流程：

步驟1：學(xué)習(xí)者、教師和機(jī)構(gòu)在參與學(xué)習(xí)成果認(rèn)證前，需要獲取自身的密鑰對(duì)。

步驟2：使用權(quán)益證明機(jī)制(PoS)選舉出認(rèn)證教師，利用他們的公鑰生成多重簽名地址。

步驟3：當(dāng)學(xué)習(xí)者提交學(xué)習(xí)成果L時(shí)，使用認(rèn)證教師的公鑰對(duì)學(xué)習(xí)成果L進(jìn)行加密處理得到L1，通過哈希函數(shù)對(duì)學(xué)習(xí)成果L計(jì)算生成摘要A1，用學(xué)習(xí)者的私鑰對(duì)摘要A1加密得到數(shù)字簽名S1，完成加密處理后，學(xué)習(xí)者將學(xué)習(xí)成果L1附上數(shù)字簽名S1后分別發(fā)送給教師。

步驟4：教師收到信息后，用學(xué)習(xí)者的公鑰解密數(shù)字簽名S1，得到學(xué)習(xí)成果摘要A2，然后使用教師自己的私鑰對(duì)已加密的學(xué)習(xí)成果L1進(jìn)行解密，得到學(xué)習(xí)成果L，然后對(duì)學(xué)習(xí)成果L進(jìn)行哈希函數(shù)計(jì)算，得到的結(jié)果與摘要A2比對(duì)，相同則證明此信息未被修改過。

步驟5；此時(shí)教師對(duì)學(xué)習(xí)成果進(jìn)行評(píng)價(jià)，并運(yùn)行實(shí)用拜占庭容錯(cuò)算法(PBFT)達(dá)成共識(shí)，得到附有評(píng)價(jià)信息的學(xué)習(xí)成果L2，對(duì)L2用哈希函數(shù)生成摘要A3，用教師的私鑰對(duì)摘要A3加密并生成數(shù)字簽名S2，然后將學(xué)習(xí)成果L2附上數(shù)字簽名S2后一起返回給學(xué)習(xí)者。

步驟6：當(dāng)學(xué)習(xí)者收到認(rèn)證生效所需要教師簽名數(shù)量后即完成此次學(xué)習(xí)成果的認(rèn)證，模型將對(duì)認(rèn)證后的學(xué)習(xí)成果打上生效時(shí)間戳，同時(shí)向?qū)W習(xí)者和教師發(fā)放信任值通證，機(jī)構(gòu)此時(shí)可在區(qū)塊鏈上發(fā)起對(duì)學(xué)習(xí)成果的查詢。

步驟7：機(jī)構(gòu)向?qū)W習(xí)者發(fā)送請(qǐng)求查詢信息，學(xué)習(xí)者收到信息后，如果同意查詢請(qǐng)求則對(duì)查詢信息進(jìn)行加密授權(quán)：首先原文經(jīng)過哈希函數(shù)計(jì)算得到摘要D，然后利用學(xué)習(xí)者的私鑰對(duì)摘要D進(jìn)行加密得到簽名S3，最后再利用機(jī)構(gòu)的公鑰加密，并將(原文+簽名S3)返回給機(jī)構(gòu)節(jié)點(diǎn)。

步驟8：機(jī)構(gòu)收到信息后，先用機(jī)構(gòu)的私鑰解密(原文+簽名S3)，然后對(duì)原文哈希函數(shù)計(jì)算得到摘要D1，再用學(xué)習(xí)者的公鑰解密簽名S3得到摘要D，比對(duì)D和D1是否相同，相同則對(duì)學(xué)習(xí)成果的內(nèi)容進(jìn)行查詢，不相同則中止查詢過程。

從以上步驟可以看出，每次學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)權(quán)限的傳播都需要數(shù)據(jù)所有者的授權(quán)，并且數(shù)據(jù)在流通或者存儲(chǔ)的過程中都是被加密的，學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)在鏈上轉(zhuǎn)化成有價(jià)值的通證后，將激勵(lì)學(xué)習(xí)者、教師或機(jī)構(gòu)等進(jìn)行學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)的流通。

四、討論

1.學(xué)習(xí)成果的通證化有助于克服認(rèn)證效率低下的困難

學(xué)習(xí)成果通證化是把學(xué)習(xí)成果與區(qū)塊鏈的通證進(jìn)行映射，通過區(qū)塊鏈模型將學(xué)習(xí)成果的確權(quán)、認(rèn)證和共享等環(huán)節(jié)組織起來。由于學(xué)習(xí)成果轉(zhuǎn)化成具有高度流動(dòng)性和安全性的數(shù)字通證，將促進(jìn)數(shù)據(jù)的快速認(rèn)證和流通，并在個(gè)人與機(jī)構(gòu)之間實(shí)現(xiàn)高效查詢、認(rèn)證和共享?？山鉀Q學(xué)習(xí)成果來源多樣、標(biāo)準(zhǔn)不一和缺乏驗(yàn)證機(jī)制等問題，提升學(xué)習(xí)成果的價(jià)值轉(zhuǎn)化率,幫助教育機(jī)構(gòu)或組織簡化認(rèn)證流程；可幫助學(xué)習(xí)者獲得信任背書，減少同一學(xué)習(xí)成果的重復(fù)認(rèn)證次數(shù)；可有效配置人力和教學(xué)資源，節(jié)省學(xué)習(xí)新知識(shí)或技能的時(shí)間和精力成本。

2.區(qū)塊鏈的可追溯性有助于對(duì)學(xué)習(xí)成果認(rèn)證進(jìn)行全過程“溯源”

區(qū)塊鏈上每筆學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)都標(biāo)注數(shù)字簽名和時(shí)間戳，對(duì)學(xué)習(xí)成果認(rèn)證過程的上傳、確認(rèn)、審核和認(rèn)證等各個(gè)環(huán)節(jié)的參與節(jié)點(diǎn)都可以進(jìn)行全過程“溯源”，教師審核的每一步驟均能備案可查，學(xué)習(xí)者每次學(xué)習(xí)成果的提交和更新都可進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管。從技術(shù)上杜絕偽造學(xué)習(xí)信用記錄，幫助用人單位獲得完整而可信的學(xué)習(xí)過程信息。基于此，一是可以有效地在技術(shù)層面杜絕偽造學(xué)習(xí)信用記錄，導(dǎo)致用人單位無法獲得完整的學(xué)習(xí)信息的情況，保障學(xué)習(xí)成果的公信力；二是所有認(rèn)證記錄可追溯、可查詢且學(xué)習(xí)成果信息不可被篡改；三是認(rèn)證能夠接受相關(guān)職能部門的監(jiān)督和審查，完成對(duì)學(xué)習(xí)過程的評(píng)估，增加認(rèn)證過程的公開透明度，保證學(xué)習(xí)者所提供材料、證據(jù)等的真實(shí)性。

3.區(qū)塊鏈的共識(shí)機(jī)制有助于化解學(xué)習(xí)成果認(rèn)證信息不對(duì)稱問題

由于社區(qū)教育學(xué)習(xí)成果的來源與呈現(xiàn)形式較為隱性、復(fù)雜和多樣化，并還存在互不信任的多方主體，容易造成此類學(xué)習(xí)成果的認(rèn)證信息不對(duì)稱。而區(qū)塊鏈的共識(shí)機(jī)制要求學(xué)習(xí)者、教師、社區(qū)教學(xué)機(jī)構(gòu)和用人單位等各類主體之間對(duì)學(xué)習(xí)成果達(dá)成共識(shí)，由學(xué)術(shù)委員會(huì)通過共識(shí)機(jī)制對(duì)學(xué)習(xí)成果的質(zhì)量進(jìn)行識(shí)別和評(píng)估。當(dāng)學(xué)術(shù)委員會(huì)達(dá)成共識(shí)之后區(qū)塊數(shù)據(jù)才能被修改或更新，以確保認(rèn)證信息的真實(shí)性和可追溯性，最終保障各方參與節(jié)點(diǎn)記錄的信息內(nèi)容一致。

4.區(qū)塊鏈的去中心化特性有助于降低學(xué)習(xí)成果的信任成本

傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)成果認(rèn)證需經(jīng)由中心教學(xué)機(jī)構(gòu)或教育行政部門來進(jìn)行信任背書，其信任度一般受限于特定范圍內(nèi)。而區(qū)塊鏈的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交互和共識(shí)算法可構(gòu)建自信任關(guān)系，通過引入多個(gè)節(jié)點(diǎn)共同參與記錄的方式提高了學(xué)習(xí)成果的可信度，可在陌生群體之間進(jìn)行大規(guī)模確權(quán)和認(rèn)證。教學(xué)機(jī)構(gòu)、教師和學(xué)習(xí)者等主體將處于平行維度，在缺失可信任第三方機(jī)構(gòu)情形下，讓多個(gè)主體之間通過區(qū)塊鏈技術(shù)達(dá)成關(guān)于學(xué)習(xí)成果質(zhì)量和可信度的共識(shí)。區(qū)塊鏈去中心化的特性將會(huì)打破中心教學(xué)機(jī)構(gòu)認(rèn)證壟斷格局，模糊校際教學(xué)邊界，化解學(xué)習(xí)成果的信任危機(jī)；將會(huì)提高社區(qū)教育的全民參與度，降低其求學(xué)和求職等事務(wù)的信任成本；讓學(xué)習(xí)成果的認(rèn)證由各方參與節(jié)點(diǎn)通過共識(shí)機(jī)制進(jìn)行協(xié)調(diào)管理，從而減少偽造學(xué)歷學(xué)位和各類學(xué)習(xí)證書的現(xiàn)象。

5.區(qū)塊鏈的激勵(lì)機(jī)制的有助于激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動(dòng)力

與正規(guī)教育相比，社區(qū)學(xué)習(xí)者都有各自不同的工作經(jīng)歷和教育背景，他們的學(xué)習(xí)參與度和尋求學(xué)習(xí)成果認(rèn)證的意愿都不高，而引入?yún)^(qū)塊鏈的激勵(lì)機(jī)制可為其提供解決方案，激勵(lì)學(xué)習(xí)者積極參與社區(qū)教學(xué)活動(dòng)。當(dāng)學(xué)習(xí)成果通過認(rèn)證時(shí)，學(xué)習(xí)者從區(qū)塊鏈上獲得具有流通屬性和價(jià)值屬性的通證,可將其轉(zhuǎn)換成其它教育機(jī)構(gòu)認(rèn)可的知識(shí)、技能證明甚至學(xué)分，用于獲得社區(qū)及其周邊學(xué)習(xí)資源和服務(wù)的使用權(quán)。例如，Mike Sharples提出一種基于區(qū)塊鏈用來測量學(xué)習(xí)結(jié)果的教育名譽(yù)貨幣，當(dāng)學(xué)生通過考試或完成課程即可獲得，這些貨幣可用于支付其它教育服務(wù)。[24]學(xué)習(xí)通證可作為衡量和評(píng)價(jià)其學(xué)習(xí)質(zhì)量的重要依據(jù)，有助于激勵(lì)更多學(xué)習(xí)者參與社區(qū)教育，滿足其在學(xué)習(xí)過程中獲得自信、尊重和成就感的需求。

五、結(jié)束語

區(qū)塊鏈的共識(shí)機(jī)制可為社區(qū)教育的教與學(xué)提供一致性和可信度，學(xué)習(xí)者所提交的信息記錄都被視為經(jīng)過學(xué)習(xí)而獲得的數(shù)字資產(chǎn)，其激勵(lì)機(jī)制將促使各方節(jié)點(diǎn)積極參與，完成更高質(zhì)量的學(xué)習(xí)成果認(rèn)證。然而本文提出的學(xué)習(xí)成果認(rèn)證模型還存在一些不足：一是“51%算力攻擊”和量子計(jì)算的快速發(fā)展導(dǎo)致區(qū)塊鏈模型還存在數(shù)據(jù)被偽造、威脅和破解等問題；二是區(qū)塊鏈上學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)的應(yīng)用往往涉及雙方或者多方，現(xiàn)有區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)難以滿足學(xué)習(xí)成果認(rèn)證事務(wù)復(fù)雜且數(shù)據(jù)相對(duì)統(tǒng)一的描述需求；三是區(qū)塊鏈的運(yùn)行涉及大量系統(tǒng)開銷和信息冗余，為保障數(shù)據(jù)安全或隱私將會(huì)影響或犧牲模型的運(yùn)行效率。

本文詳細(xì)闡述學(xué)習(xí)成果區(qū)塊鏈模型的基本框架、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、身份認(rèn)證和運(yùn)行機(jī)理，探討如何利用區(qū)塊鏈的特性解決學(xué)習(xí)成果認(rèn)證的弊端和問題。未來研究將聚焦在設(shè)計(jì)高效靈活的混合共識(shí)機(jī)制,改進(jìn)基于學(xué)習(xí)通證的激勵(lì)機(jī)制；研究設(shè)計(jì)可編程的學(xué)習(xí)成果智能合約來規(guī)范認(rèn)證利益相關(guān)者的權(quán)、責(zé)、利，實(shí)現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量管理的精細(xì)化和自動(dòng)化；針對(duì)學(xué)習(xí)成果認(rèn)證業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的特點(diǎn)，制定以能力為基礎(chǔ)的認(rèn)證單元標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化學(xué)習(xí)成果的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)換規(guī)則。