許宏敏,李 京,尹 雋

(江蘇科技大學(xué),江蘇 鎮(zhèn)江 212000)

0 引言

區(qū)塊鏈技術(shù)已在全球金融業(yè)、商業(yè)服務(wù)業(yè)等領(lǐng)域得到了比較廣泛的研究和應(yīng)用[1-3],但在教育教學(xué)領(lǐng)域,區(qū)塊鏈技術(shù)鮮有系統(tǒng)的、成熟的案例和研究文獻(xiàn)[4]。隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及,在線教育發(fā)展迅猛,這給在線教育平臺的資源質(zhì)量、信息安全、資源可信度也帶來了諸多的挑戰(zhàn)。在線教育平臺的資源整體呈現(xiàn)“繁而雜,多亦少”的局面,與高等教育相關(guān)的資源很多但普遍雜亂,資源不斷累積但能用的少之又少[5]。例如,在嗶哩嗶哩平臺搜索Python,每天會增加大約120條60分鐘以上的視頻資源,這些資源質(zhì)量參差不齊,而用戶需要在如此龐大的數(shù)據(jù)中尋找到合適的視頻資源,無疑是非常浪費(fèi)時間的,這極大地降低了學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)的效率。本文針對上述問題,建立以區(qū)塊鏈技術(shù)為核心的在線教育資源共享平臺,旨在實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)教育資源全面共享,在重組國內(nèi)教育資源的基礎(chǔ)上,有效保障用戶信息安全,提供可信的學(xué)習(xí)資源,從而構(gòu)建互信共享的在線學(xué)習(xí)體系。

1 基于區(qū)塊鏈的可信共享模型

基于區(qū)塊鏈技術(shù)的在線教育資源可信共享模型如圖1所示,模型主要利用P2P網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、共識機(jī)制及加密算法建立用戶間的互信共享關(guān)系,建立智能合約,用戶行為滿足合約的觸發(fā)條件時會自動觸發(fā)合約,并執(zhí)行相應(yīng)操作[6]。智能合約可以有效增加用戶之間的信任以及保障平臺內(nèi)數(shù)據(jù)的安全,智能合約、執(zhí)行過程和執(zhí)行結(jié)果公開透明,且數(shù)據(jù)不可篡改。

圖1 基于區(qū)塊鏈的在線教育資源可信共享模型

在區(qū)塊鏈在線教育資源可信共享模型中,主要有兩個角色:資源提供者和資源學(xué)習(xí)者。數(shù)據(jù)來源包括目前各大教育平臺、嗶哩嗶哩、中國大學(xué)MOOC、網(wǎng)易云課堂等各種主題的教育資源。在邏輯上,資源提供者和資源學(xué)習(xí)者組成了主要由聯(lián)盟鏈構(gòu)成的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)?？尚殴蚕砟Ｐ椭兴蟹?wù)均圍繞區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn),包括用戶鏈、視頻資源鏈及操作記錄鏈3種區(qū)塊鏈,相應(yīng)操作會觸發(fā)相應(yīng)的上鏈動作,且不同鏈上的數(shù)據(jù)互不影響。

將基于區(qū)塊鏈技術(shù)的在線教育資源可信共享模型的架構(gòu)劃分為3層:網(wǎng)絡(luò)層、基礎(chǔ)設(shè)施層和業(yè)務(wù)應(yīng)用層[7]。網(wǎng)絡(luò)層主要實(shí)現(xiàn)信息交互,通過P2P網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為區(qū)塊鏈中各節(jié)點(diǎn)之間的通信提供服務(wù),以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的有效通信。網(wǎng)絡(luò)層傳輸各節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)信息,并同步相鄰節(jié)點(diǎn)的區(qū)塊信息,有效提高了系統(tǒng)的健壯性,使得系統(tǒng)不會因為某一個節(jié)點(diǎn)的信息被攻擊而崩潰,從而實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)共同維護(hù)系統(tǒng),平等地管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

基礎(chǔ)設(shè)施層是整個模型的核心層,可以為在線教育資源互信及互操作的基礎(chǔ)服務(wù)提供支撐,主要涵蓋3個服務(wù)支撐體系:區(qū)塊鏈目錄服務(wù)體系、認(rèn)證及信任服務(wù)體系以及智能交換服務(wù)體系。

區(qū)塊鏈目錄服務(wù)體系為區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上的所有教育資源提供統(tǒng)籌管理,并進(jìn)行在線教育資源的統(tǒng)一登記,提供信息資源的組織、存儲以及教育資源查詢、跳轉(zhuǎn)等服務(wù);認(rèn)證及信任服務(wù)體系為區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上的各個實(shí)體及教育資源提供統(tǒng)一信任服務(wù),解決各節(jié)點(diǎn)的互信、共享等問題;智能交換服務(wù)體系提供了一套共識機(jī)制,以實(shí)現(xiàn)所有節(jié)點(diǎn)信息的一致,同時還具有以下3個功能模塊:服務(wù)交換網(wǎng)關(guān)、評論服務(wù)協(xié)議及安全傳輸協(xié)議。

(1)服務(wù)交換網(wǎng)關(guān)。當(dāng)某一用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)起請求時,服務(wù)交換網(wǎng)關(guān)驗證是用戶加密的簽名信息,驗證通過時,系統(tǒng)將允許用戶進(jìn)行相應(yīng)的操作(上傳、評論等)。

(2)評論服務(wù)協(xié)議。在線教育資源上傳后資源學(xué)習(xí)者可對資源進(jìn)行評論,用戶評論有一套加密算法保護(hù),制定本協(xié)議的目的在于為用戶提供文明、友善、理性、高質(zhì)量的信息可信共享空間。協(xié)議規(guī)定,資源學(xué)習(xí)者不能對視頻資源惡意評論、評論不可逾越法律法規(guī)等,同時平臺保留對評論的管理權(quán)利。

(3)安全傳輸協(xié)議。這是一種為教育資源在上傳過程中提供安全可靠傳輸?shù)膮f(xié)議[7]。在在線教育資源上傳過程中,利用區(qū)塊鏈的非對稱加密算法對教育資源進(jìn)行加密,使得資源信息無法被竊取,以實(shí)現(xiàn)在線教育資源的高效、可靠傳達(dá)。

業(yè)務(wù)應(yīng)用層封裝了在線教育資源共享平臺的應(yīng)用場景,為用戶的需求提供對應(yīng)的程序和接口,用戶通過應(yīng)用程序內(nèi)置的協(xié)議與合約完成與區(qū)塊鏈的交互。

2 在線教育資源可信共享平臺設(shè)計

2.1 平臺設(shè)計思路

以上述在線教育資源可信共享模型為核心,搭建基于區(qū)塊鏈的在線教育資源共享平臺。本平臺主要由前端網(wǎng)頁、區(qū)塊鏈、服務(wù)器搭建而成,前端網(wǎng)頁采用HTML,CSS,JavaScript,結(jié)合Query框架開發(fā),區(qū)塊鏈基于Fabric聯(lián)盟鏈與P2P數(shù)據(jù)傳輸接口開發(fā)。平臺由鏈上的所有用戶共同參與維護(hù),構(gòu)建基于所有用戶的完整的資源鏈結(jié)構(gòu),如圖2所示。

圖2 在線教育資源共享平臺的資源鏈

區(qū)塊鏈的非對稱算法使用公鑰和私鑰解決用戶信息安全問題[8]。平臺用戶注冊后,為區(qū)塊鏈中的每個用戶分配私鑰并計算公鑰,用戶利用私鑰可以對資源信息和評論簽名,區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的其他用戶利用用戶的公鑰和簽名來驗證用戶的身份和資源信息[8]。用戶在其他教育平臺觀看視頻資源后,將認(rèn)為優(yōu)質(zhì)的視頻資源生成鏈接并上傳到該平臺,平臺會對視頻信息進(jìn)行上鏈操作,并寫入數(shù)據(jù)庫。基于區(qū)塊鏈構(gòu)成的在線教育資源共享平臺,可以大大減少用戶尋找資源的難度和時間成本,但是要滿足用戶需求,資源的數(shù)量還需要經(jīng)過長時間的累積,平臺需要逐步推進(jìn)。

2.2 平臺操作流程

平臺用戶主要有上傳視頻資源與觀看視頻資源兩個方面的功能?；趨^(qū)塊鏈的在線教育資源共享平臺,首頁展示由所有平臺用戶上傳的全部資源,用戶點(diǎn)擊進(jìn)入詳情頁可以點(diǎn)擊視頻的鏈接跳轉(zhuǎn)至原平臺進(jìn)行學(xué)習(xí)。

用戶上傳視頻資源頁面如圖3所示。用戶上傳視頻資源時,需要錄入相應(yīng)信息。用戶錄入視頻信息后,平臺會自動對比平臺內(nèi)部信息,判斷是否已經(jīng)存在相同視頻資源(以資源名稱及資源地址判定),如不存在相同視頻資源,則上傳成功,同時上傳者將獲得相應(yīng)積分獎勵。本平臺通過重組各大教育平臺的教育資源,大大縮短了用戶查找學(xué)習(xí)資源的時間,為用戶爭取了更多的學(xué)習(xí)時間。

圖3 在線教育資源共享平臺上傳視頻資源頁面

3 結(jié)語

在線教育資源共享對于國家人才培養(yǎng)具有重要意義,在在線教育資源共享平臺中,用戶可分為資源提供者與資源學(xué)習(xí)者,在上傳、播放和評論資源時,都需要通過私鑰對相應(yīng)資源進(jìn)行用戶簽名,而其他用戶也可以訪問到之前用戶的操作。這種去中心化的閉環(huán)結(jié)構(gòu)為有效解決用戶對信息安全的顧慮、資源數(shù)據(jù)龐大等問題提供了新思路,使在線教育資源可信共享模型在多主體參與的情況下具有可靠性,保障平臺用戶的信息資源安全,為用戶提供了一個安全可信的共享優(yōu)質(zhì)教育資源的平臺,從而促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)資源在在線教育平臺中發(fā)揮出真正的價值。