摘" "要：隨著學(xué)分銀行實(shí)踐探索的不斷深入，學(xué)分銀行信息系統(tǒng)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)體量日漸龐大，數(shù)據(jù)內(nèi)在價(jià)值的不斷提升，數(shù)據(jù)安全和隱私問題也被逐漸放大。近年來發(fā)展起來的區(qū)塊鏈技術(shù)可以為數(shù)據(jù)安全治理工作提供新思路，并已在教育領(lǐng)域有著諸多成功應(yīng)用。在總結(jié)分析區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)及其在學(xué)分銀行信息系統(tǒng)中應(yīng)用價(jià)值的基礎(chǔ)上，探討利用區(qū)塊鏈技術(shù)保障學(xué)分銀行信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全的路徑：設(shè)計(jì)基于區(qū)塊鏈分布式存儲(chǔ)技術(shù)的學(xué)習(xí)成果存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式，以確保學(xué)分銀行海量數(shù)據(jù)的安全性；利用區(qū)塊鏈技術(shù)打造基于密碼學(xué)技術(shù)的個(gè)人隱私數(shù)據(jù)保護(hù)模式，以保障學(xué)分銀行學(xué)習(xí)者的隱私；應(yīng)用基于區(qū)塊鏈智能合約的學(xué)習(xí)成果轉(zhuǎn)換執(zhí)行，以提高學(xué)分銀行學(xué)習(xí)成果轉(zhuǎn)換的公信力。最后分析區(qū)塊鏈應(yīng)用于學(xué)分銀行需要進(jìn)一步解決的問題，包括現(xiàn)有信息系統(tǒng)與先進(jìn)技術(shù)深度融合、去中心化與主體監(jiān)督、區(qū)塊鏈的能耗等問題。

關(guān)鍵詞：學(xué)分銀行；區(qū)塊鏈；數(shù)據(jù)安全；分布式存儲(chǔ)；密碼學(xué)；智能合約

中圖分類號(hào)：G434" " " " "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " "文章編號(hào)：1673-8454（2023）09-0082-09

一、引言

學(xué)分銀行模擬和借鑒銀行的機(jī)理、功能和特點(diǎn)，以學(xué)分為計(jì)量單位，對(duì)學(xué)習(xí)者的各級(jí)各類學(xué)習(xí)成果進(jìn)行統(tǒng)一認(rèn)證與核算，是具有學(xué)習(xí)成果認(rèn)證、積累與轉(zhuǎn)換功能的新型教育管理制度[1]。學(xué)分銀行信息系統(tǒng)作為為廣大學(xué)習(xí)者提供各級(jí)各類學(xué)習(xí)成果認(rèn)證、積累與轉(zhuǎn)換的信息化載體和支撐平臺(tái)，是海量學(xué)習(xí)者及其學(xué)習(xí)成果等各類數(shù)據(jù)的匯聚中心。隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來，數(shù)據(jù)作為關(guān)鍵生產(chǎn)要素，蘊(yùn)含著豐富的資源。與此同時(shí)，高價(jià)值數(shù)據(jù)泄露、販賣隱私、個(gè)人數(shù)據(jù)濫用、數(shù)據(jù)跨境流動(dòng)等數(shù)據(jù)安全事件層出不窮，數(shù)據(jù)安全治理工作也面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。

2019年10月24日，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)，區(qū)塊鏈技術(shù)的集成應(yīng)用在新的技術(shù)革新和產(chǎn)業(yè)變革中起著重要作用，要把區(qū)塊鏈作為核心技術(shù)自主創(chuàng)新的重要突破口，探索“區(qū)塊鏈+”在民生領(lǐng)域的運(yùn)用，積極推動(dòng)區(qū)塊鏈技術(shù)在教育、就業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用[2]。作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的基石，區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用可以為數(shù)據(jù)安全治理工作提供新思路[3]。由此可見，在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，研究區(qū)塊鏈技術(shù)在學(xué)分銀行數(shù)據(jù)安全治理中的融合應(yīng)用，不僅有助于進(jìn)一步發(fā)揮區(qū)塊鏈技術(shù)的積極作用，還可以為國家學(xué)分銀行頂層設(shè)計(jì)提供借鑒。

二、區(qū)塊鏈概述

（一）區(qū)塊鏈技術(shù)的原理和優(yōu)勢(shì)

區(qū)塊鏈技術(shù)是一種數(shù)據(jù)以區(qū)塊為單位產(chǎn)生和存儲(chǔ)，并按照時(shí)間順序首尾相連形成鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，同時(shí)通過密碼學(xué)保證不可篡改、不可偽造及數(shù)據(jù)傳輸訪問安全的去中心化分布式賬本。區(qū)塊鏈由一個(gè)個(gè)數(shù)據(jù)塊組成的，每個(gè)數(shù)據(jù)塊包括兩部分，分別是區(qū)塊頭和區(qū)塊體。區(qū)塊頭用來記錄當(dāng)前區(qū)塊的特征值，區(qū)塊體則用來記錄自上一區(qū)塊生成以來完成所有交易的數(shù)據(jù)，時(shí)間越久，數(shù)據(jù)鏈越長，越難篡改數(shù)據(jù)。

區(qū)塊鏈通過分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、加密算法、智能合約等技術(shù)手段，在分布式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)不依賴于某個(gè)中心的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交易與協(xié)作。在傳統(tǒng)信息系統(tǒng)安全方案中，安全依賴于訪問限制，而區(qū)塊鏈通過密碼學(xué)技術(shù)使得數(shù)據(jù)難以篡改。另外，由于區(qū)塊鏈技術(shù)具有的去中心化特點(diǎn)，決定了其部署靈活且可靠。同時(shí)，由于區(qū)塊鏈由多個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，當(dāng)某個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，不管是網(wǎng)絡(luò)故障還是硬件故障，均不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行以及其他節(jié)點(diǎn)的參與。鑒于此，區(qū)塊鏈可以為中心化系統(tǒng)提供相對(duì)安全的解決方案。

（二）區(qū)塊鏈技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用

當(dāng)前，區(qū)塊鏈技術(shù)在教育領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。從國際范圍內(nèi)來看，區(qū)塊鏈技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在學(xué)習(xí)記錄存儲(chǔ)、學(xué)習(xí)成果認(rèn)證、學(xué)歷證書認(rèn)證等方面。例如，在學(xué)習(xí)記錄存儲(chǔ)方面，有研究者提出一種基于區(qū)塊鏈技術(shù)的教學(xué)記錄管理方案，用于構(gòu)建個(gè)人可以管理教育記錄的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)教育信息記錄與修改的去中心化，讓學(xué)習(xí)信息記錄更加公開透明，可以連接大學(xué)和企業(yè)，支持企業(yè)雇員的在職繼續(xù)教育[4]；在學(xué)習(xí)成果認(rèn)證方面，有研究者認(rèn)為，區(qū)塊鏈技術(shù)所具備的不易篡改性、可追溯性等特征，使學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)經(jīng)歷實(shí)現(xiàn)無縫共享，將會(huì)對(duì)在線學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)成果認(rèn)證與學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)管理的方式帶來變革，甚至?xí)a(chǎn)生顛覆性影響，同時(shí)，也有研究者指出，雖然區(qū)塊鏈技術(shù)在教育中的應(yīng)用有無限可能，但在當(dāng)前日益數(shù)字化的學(xué)習(xí)環(huán)境中，其可能會(huì)導(dǎo)致學(xué)習(xí)者個(gè)人資料的泄露[5]；在學(xué)歷證書認(rèn)證方面，麻省理工學(xué)院的媒體實(shí)驗(yàn)室（MIT Media Lab）還應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)研發(fā)了數(shù)字證書平臺(tái)，并發(fā)布相關(guān)手機(jī)應(yīng)用，該平臺(tái)通過非對(duì)稱加密算法檢驗(yàn)證書頒發(fā)者和瀏覽者的相關(guān)信息，通過區(qū)塊鏈技術(shù)為學(xué)習(xí)者頒發(fā)學(xué)歷證書，極大地簡化了學(xué)習(xí)者成績單申請(qǐng)的流程[6]。

就國內(nèi)范圍內(nèi)來說，作為一項(xiàng)重大技術(shù)創(chuàng)新的區(qū)塊鏈技術(shù)也越來越受到重視。早在2017年，清華大學(xué)就成立了區(qū)塊鏈技術(shù)聯(lián)合研究中心，扎根中國大地，專注于區(qū)塊鏈技術(shù)研究及其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。目前，區(qū)塊鏈技術(shù)也逐步應(yīng)用到教育領(lǐng)域，在學(xué)習(xí)過程跟蹤、學(xué)習(xí)記錄存儲(chǔ)等方面，形成諸多研究成果。例如，中國香港幾所大學(xué)構(gòu)建了一個(gè)基于以太坊的區(qū)塊鏈數(shù)字化學(xué)習(xí)系統(tǒng)概念模型，以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)習(xí)過程的跟蹤[7]；黃太進(jìn)等借助以太坊架構(gòu)，基于區(qū)塊鏈技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種去中心化的終身教育記錄跟蹤方案，為學(xué)習(xí)者提供安全防泄露的教育記錄數(shù)據(jù)[8]；李青等認(rèn)為，區(qū)塊鏈技術(shù)可以用來實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)記錄的分布式存儲(chǔ)，以保證學(xué)習(xí)記錄的安全可信[9]。

三、區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)

區(qū)塊鏈不是一項(xiàng)單一的技術(shù)，而是多種成熟技術(shù)的有機(jī)整合。區(qū)塊鏈包括的關(guān)鍵技術(shù)有分布式存儲(chǔ)、密碼學(xué)、智能合約等。

（一）分布式存儲(chǔ)

分布式存儲(chǔ)技術(shù)是由位于散點(diǎn)式物理地址的多臺(tái)獨(dú)立機(jī)器設(shè)備共同進(jìn)行開放存儲(chǔ)，每一個(gè)參與節(jié)點(diǎn)均獨(dú)立完整地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息，通過這種方式，將數(shù)據(jù)信息備份在每一個(gè)節(jié)點(diǎn)上。該技術(shù)一方面可以有效避免由于單點(diǎn)故障造成的數(shù)據(jù)丟失，另一方面還可以有效規(guī)避惡意篡改數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)存儲(chǔ)全過程的安全可靠。

（二）密碼學(xué)

密碼學(xué)技術(shù)是整個(gè)區(qū)塊鏈的核心。目前，區(qū)塊鏈應(yīng)用中采用較多的密碼學(xué)技術(shù)是非對(duì)稱加密算法和哈希算法。非對(duì)稱加密算法是一種密鑰的保密方法，其需要兩個(gè)密鑰：公開密鑰（簡稱公鑰）和私有密鑰（簡稱私鑰）。公鑰與私鑰是一對(duì)，如果用公鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，只有用對(duì)應(yīng)的私鑰才能進(jìn)行解密。在區(qū)塊鏈中，非對(duì)稱加密算法實(shí)現(xiàn)機(jī)密信息交換的基本過程是：甲方生成一對(duì)密鑰并將公鑰公開，乙方使用甲方的公鑰對(duì)信息進(jìn)行加密，之后發(fā)送給甲方；甲方用自己的私鑰對(duì)加密后的信息進(jìn)行解密。哈希算法則是一種特殊的加密算法，其利用函數(shù)把任意長度的輸入映射成固定長度的字符串，輸出的字符串即為該輸入的哈希值。對(duì)于區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)，可以利用規(guī)定好的哈希算法進(jìn)行運(yùn)算，并與之前保留的哈希值進(jìn)行對(duì)比，如果兩個(gè)哈希值相等，說明區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)沒有損害。圖1是默克爾樹哈希算法的結(jié)構(gòu)，運(yùn)用該結(jié)構(gòu)可以將數(shù)據(jù)塊用哈希算法進(jìn)行精簡并保存。

（三）智能合約

智能合約通過計(jì)算機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，是部署在區(qū)塊鏈上可自動(dòng)執(zhí)行的數(shù)字化協(xié)議。智能合約是可以按照預(yù)設(shè)合約條款自動(dòng)執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序，旨在以數(shù)字化方式達(dá)成共識(shí)、履約、監(jiān)控履約過程并驗(yàn)證履約結(jié)果。由于整個(gè)合約的處理過程均由系統(tǒng)自動(dòng)完成，極大地減少人為參與的環(huán)節(jié)，具有公開透明、可編程、可信任、不可篡改等特點(diǎn)。

四、區(qū)塊鏈助力學(xué)分銀行信息系統(tǒng)建設(shè)

（一）學(xué)分銀行信息系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀

國家互聯(lián)網(wǎng)信息辦公室發(fā)布的《數(shù)字中國發(fā)展報(bào)告（2020年）》顯示，上海、浙江、江蘇等省（市）信息化發(fā)展水平位于全國第一梯隊(duì)[10]，這些地區(qū)均較早采用信息化手段構(gòu)建了學(xué)分銀行信息系統(tǒng)。早在2012年，上海市終身教育學(xué)分銀行成立運(yùn)行，這也是國內(nèi)首家區(qū)域?qū)W分銀行，同年，上海市終身教育學(xué)分銀行信息系統(tǒng)上線運(yùn)行。經(jīng)過十年的業(yè)務(wù)實(shí)踐，截至2022年8月，上海市終身教育學(xué)分銀行信息系統(tǒng)累計(jì)開戶用戶達(dá)118余萬，存入個(gè)人學(xué)習(xí)成果超過9269余萬條[11]。2017年，浙江省終身教育學(xué)分銀行信息系統(tǒng)正式上線，截至2022年8月，累計(jì)建立個(gè)人終身學(xué)習(xí)賬號(hào)1515余萬個(gè)，存入個(gè)人學(xué)習(xí)成果7021余萬條[12]。2016年，江蘇省終身教育學(xué)分銀行信息系統(tǒng)正式上線，截至2022年8月，累計(jì)開戶數(shù)238余萬個(gè)，存入個(gè)人學(xué)習(xí)成果2196余萬條。江蘇省終身教育學(xué)分銀行管理中心發(fā)布的《中國學(xué)分銀行建設(shè)進(jìn)展調(diào)查報(bào)告（2021）》顯示，目前我國已有34家學(xué)分銀行獨(dú)立開展業(yè)務(wù)，其中近8成學(xué)分銀行建設(shè)有學(xué)分銀行信息系統(tǒng)管理平臺(tái)；自2017年起，學(xué)分銀行建設(shè)信息管理系統(tǒng)平臺(tái)的步伐加快，并呈現(xiàn)穩(wěn)步增加的趨勢(shì)[13]。隨著學(xué)分銀行各項(xiàng)業(yè)務(wù)的持續(xù)開展，學(xué)分銀行信息系統(tǒng)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)體量日漸龐大，數(shù)據(jù)內(nèi)在價(jià)值不斷提升，導(dǎo)致數(shù)據(jù)安全和隱私問題也被逐漸放大。

為了解決數(shù)據(jù)安全問題，有些學(xué)分銀行信息系統(tǒng)已經(jīng)采用了區(qū)塊鏈技術(shù)。歐洲學(xué)分轉(zhuǎn)換和累積系統(tǒng)EDUCTX平臺(tái)，是目前區(qū)塊鏈技術(shù)在學(xué)分銀行應(yīng)用中最為典型和成功的案例[14]。EDUCTX 平臺(tái)是全球具有代表性的學(xué)分銀行實(shí)踐之一，該平臺(tái)最早基于AＲK[15]區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)，后來的版本則基于以太坊。印度有研究者提出的學(xué)分轉(zhuǎn)換系統(tǒng)[16]則是 EDUCTX 之后的又一項(xiàng)成功應(yīng)用，其原型也是基于AＲK區(qū)塊鏈平臺(tái)實(shí)現(xiàn)。就國內(nèi)范圍而言，浙江省終身教育學(xué)分銀行依托我國自主研發(fā)的Hyperchain區(qū)塊鏈技術(shù)平臺(tái)，將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用在區(qū)域?qū)W分銀行信息系統(tǒng)中，是國內(nèi)首家應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)的區(qū)域?qū)W分銀行[17]。

（二）區(qū)塊鏈技術(shù)在學(xué)分銀行信息系統(tǒng)中的應(yīng)用價(jià)值

就學(xué)分銀行信息系統(tǒng)內(nèi)部而言，目前的數(shù)據(jù)安全防護(hù)等級(jí)尚未達(dá)到絕對(duì)安全的程度；就學(xué)分銀行信息系統(tǒng)外部而言，數(shù)據(jù)的安全性也將面臨越來越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。而具有透明、可信、安全、防篡改、多中心、可追溯等優(yōu)點(diǎn)的區(qū)塊鏈技術(shù)，可以保證學(xué)分銀行信息系統(tǒng)中各類數(shù)據(jù)的安全性、隱私性和公信力，為“人人皆學(xué)，時(shí)時(shí)能學(xué)，處處可學(xué)”的學(xué)習(xí)型社會(huì)提供可信賴的記錄載體。

目前，學(xué)分銀行信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)主要依托中心化機(jī)構(gòu)進(jìn)行托管，通常由教育行政主管部門委托當(dāng)?shù)亻_放大學(xué)進(jìn)行建設(shè)和管理，并設(shè)立學(xué)分銀行管理中心負(fù)責(zé)日常業(yè)務(wù)運(yùn)行管理，所有的數(shù)據(jù)和代碼一般都存儲(chǔ)在中心化的服務(wù)器上，當(dāng)數(shù)據(jù)請(qǐng)求方查詢數(shù)據(jù)時(shí)，需通過中心數(shù)據(jù)庫進(jìn)行本地查詢并將數(shù)據(jù)傳給數(shù)據(jù)請(qǐng)求方，整個(gè)過程依靠中心化的第三方，數(shù)據(jù)安全性無法保證?；趨^(qū)塊鏈的分布式存儲(chǔ)技術(shù)，可以不依賴于中心進(jìn)行信息交流處理，同時(shí)，由于區(qū)塊鏈上存儲(chǔ)數(shù)據(jù)具有不可篡改特性，從而能夠增強(qiáng)學(xué)分銀行信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全性。

此外，學(xué)分銀行信息系統(tǒng)中的許多信息關(guān)乎學(xué)習(xí)者個(gè)人隱私，中心化的平臺(tái)作為流轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)價(jià)值的載體，可能會(huì)導(dǎo)致原始數(shù)據(jù)信息泄露，而通過區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行加密處理能夠有效解決數(shù)據(jù)的隱私問題，還可以運(yùn)用加密算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，以此保障學(xué)分銀行信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)隱私性。

當(dāng)前，學(xué)分銀行中學(xué)習(xí)成果認(rèn)證、積累、轉(zhuǎn)換等業(yè)務(wù)的開展，需要在學(xué)分銀行管理中心的統(tǒng)一管理下逐級(jí)審批。雖然大多數(shù)學(xué)分銀行均建立多級(jí)服務(wù)體系，也通過信息化手段在學(xué)分銀行信息系統(tǒng)中得到實(shí)現(xiàn)，學(xué)習(xí)者可以在信息系統(tǒng)中提出申請(qǐng)，學(xué)分銀行分中心、分網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行初審，學(xué)分銀行管理中心進(jìn)行復(fù)審，但仍然要消耗大量的資源進(jìn)行審核，同時(shí)，由于可能存在暗箱操作，審核結(jié)果也缺乏權(quán)威性與公信力。區(qū)塊鏈智能合約具有自動(dòng)化執(zhí)行的特點(diǎn)，通過構(gòu)建智能合約，在沒有第三方參與的情況下進(jìn)行交易，可以有效避免人為因素影響，確保交易真實(shí)可信，從而提升學(xué)分銀行信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的公信力。

五、基于區(qū)塊鏈

構(gòu)建學(xué)分銀行信息系統(tǒng)的路徑

本文將分布式存儲(chǔ)、密碼學(xué)以及智能合約等區(qū)塊鏈內(nèi)核技術(shù)，嵌入到學(xué)分銀行信息系統(tǒng)。借助分布式存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)揮各節(jié)點(diǎn)共同存儲(chǔ)和維護(hù)的優(yōu)勢(shì)，可以有效避免各類數(shù)據(jù)被篡改和被攻擊的問題；依托密碼學(xué)技術(shù)設(shè)定讀取有效數(shù)據(jù)的權(quán)限范圍，可以有效保障學(xué)習(xí)者的個(gè)人隱私數(shù)據(jù)；利用智能合約實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)成果轉(zhuǎn)換的一鍵式完成，自動(dòng)將隱私信息按不同等級(jí)采取不同的保護(hù)措施，可以有效提升學(xué)習(xí)成果轉(zhuǎn)換的公信力。

（一）構(gòu)建基于分布式存儲(chǔ)技術(shù)的學(xué)習(xí)成果存儲(chǔ)體系

在數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下，學(xué)分銀行信息系統(tǒng)需要為各類用戶提供學(xué)習(xí)成果的存儲(chǔ)、積累、轉(zhuǎn)換、查詢等主要功能，還需要提供相關(guān)智能化服務(wù)等衍生功能，這些均以存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)作為前提。因此，如何對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行安全有效存儲(chǔ)，確保學(xué)分銀行信息系統(tǒng)具有對(duì)于各種異構(gòu)平臺(tái)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和分析的功能，是建構(gòu)學(xué)分銀行信息系統(tǒng)所需考慮的首要問題。而區(qū)塊鏈技術(shù)可以用于分布式學(xué)習(xí)記錄與存儲(chǔ)，允許任何教育機(jī)構(gòu)和學(xué)習(xí)組織跨系統(tǒng)、跨平臺(tái)地記錄學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)結(jié)果，并永久保存在云服務(wù)器中，形成個(gè)體學(xué)信大數(shù)據(jù)[18]。

采用區(qū)塊鏈分布式存儲(chǔ)技術(shù)構(gòu)建學(xué)習(xí)成果存儲(chǔ)體系，不僅可以破解教育數(shù)據(jù)孤島的難題，還可以排除中心機(jī)構(gòu)的干預(yù)。本文提出的基于分布式存儲(chǔ)技術(shù)的學(xué)習(xí)成果存儲(chǔ)體系整體設(shè)計(jì)如圖2所示。

各類教育機(jī)構(gòu)可以申請(qǐng)加入學(xué)分銀行合作聯(lián)盟，成為聯(lián)盟成員單位后，在圖2所示的學(xué)分銀行區(qū)塊鏈系統(tǒng)支持下，以聯(lián)盟鏈形式展開合作，允許聯(lián)盟的各組織機(jī)構(gòu)通過側(cè)鏈賬本記錄學(xué)習(xí)者在不同機(jī)構(gòu)的學(xué)習(xí)經(jīng)歷。學(xué)習(xí)者在不同時(shí)間、不同的機(jī)構(gòu)組織進(jìn)行學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)記錄，都可以匯總到學(xué)分銀行的主鏈賬本中，而用人單位等組織機(jī)構(gòu)則可以作為查詢者，通過學(xué)分銀行主鏈賬本查詢學(xué)習(xí)者完整的學(xué)習(xí)成果信息。分布式存儲(chǔ)技術(shù)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在各個(gè)區(qū)塊上，能夠保證學(xué)習(xí)記錄的安全和可信，這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)學(xué)分銀行信息系統(tǒng)依賴中心服務(wù)器集中式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，容易遭受單點(diǎn)攻擊，一旦中心服務(wù)器崩潰，信息安全將難以得到保障，而采用區(qū)塊鏈技術(shù)的信息系統(tǒng)，不依賴于中心服務(wù)器，想要篡改數(shù)據(jù)，需要擁有超過全網(wǎng)50%的算力，篡改難度大幅增加，這能夠有效保護(hù)學(xué)習(xí)者及其學(xué)習(xí)成果的信息安全。

（二）打造基于密碼學(xué)技術(shù)的個(gè)人隱私數(shù)據(jù)保護(hù)模式

隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，搜集個(gè)人信息變得越來越容易，學(xué)分銀行信息系統(tǒng)不僅存儲(chǔ)了學(xué)習(xí)者的身份證號(hào)碼等個(gè)人隱私數(shù)據(jù)，還存儲(chǔ)了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)成果等個(gè)人學(xué)習(xí)經(jīng)歷數(shù)據(jù)，由于區(qū)塊鏈中記錄學(xué)習(xí)者及其學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)的全局賬本在網(wǎng)絡(luò)中是公開的，對(duì)此類信息的不當(dāng)使用可能會(huì)給個(gè)人造成財(cái)產(chǎn)及精神上的損失。因此，采用有效措施使得學(xué)習(xí)者的個(gè)人隱私得到充分的保障是學(xué)分銀行信息系統(tǒng)構(gòu)建中需要解決的問題，而區(qū)塊鏈中的密碼學(xué)技術(shù)正是可以有效解決個(gè)人隱私數(shù)據(jù)保護(hù)問題的技術(shù)方案。

教育機(jī)構(gòu)可以采取加密算法打造基于區(qū)塊鏈的學(xué)分銀行信息系統(tǒng)，使用非對(duì)稱加密技術(shù)控制用戶加密與解密的權(quán)限，防止信息被篡改；使用哈希算法用于數(shù)據(jù)完整性進(jìn)行校驗(yàn)，通過提取精簡的信息，使得長期的信息得以保留憑據(jù)，驗(yàn)證數(shù)據(jù)的唯一性，進(jìn)一步防止信息被篡改。采用以上密碼學(xué)技術(shù)產(chǎn)生的區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)塊，可以有效保障學(xué)習(xí)者的個(gè)人隱私。學(xué)習(xí)者則可通過授權(quán)的方式使得只有被授權(quán)的用人單位可以查詢學(xué)習(xí)者的相關(guān)信息，具體過程如圖3所示。學(xué)分銀行管理中心可以對(duì)于區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，當(dāng)學(xué)習(xí)者投遞簡歷時(shí)，可以發(fā)出經(jīng)歷數(shù)據(jù)證明請(qǐng)求，通過設(shè)置權(quán)限授權(quán)相關(guān)用人單位查詢學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)經(jīng)歷數(shù)據(jù)，進(jìn)而保障了學(xué)習(xí)者的個(gè)人隱私數(shù)據(jù)。

（三）應(yīng)用基于區(qū)塊鏈智能合約的學(xué)習(xí)成果轉(zhuǎn)換執(zhí)行

隨著終身學(xué)習(xí)時(shí)代的來臨，學(xué)習(xí)者很可能在不同時(shí)間選擇不同教育機(jī)構(gòu)進(jìn)行學(xué)習(xí)，其各類學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)都可以存儲(chǔ)在學(xué)分銀行信息系統(tǒng)中。因此，支撐個(gè)人學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)的跨機(jī)構(gòu)、跨域流通，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)成果的互認(rèn)與轉(zhuǎn)換作為學(xué)分銀行建設(shè)的重要內(nèi)容，是構(gòu)建服務(wù)全民終身學(xué)習(xí)體系的關(guān)鍵一環(huán)，也是需要重點(diǎn)關(guān)注的方向，而區(qū)塊鏈智能合約技術(shù)可以有效解決這一問題。

當(dāng)前，在學(xué)分銀行體系下，教育機(jī)構(gòu)可以通過學(xué)分銀行專家委員會(huì)研制學(xué)習(xí)成果轉(zhuǎn)換規(guī)則，再由學(xué)分銀行管理中心發(fā)布，不同教育機(jī)構(gòu)申請(qǐng)加入學(xué)分銀行合作聯(lián)盟，根據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)則進(jìn)行學(xué)習(xí)成果的互認(rèn)與轉(zhuǎn)換。研制好的學(xué)習(xí)成果轉(zhuǎn)換規(guī)則通過代碼的形式錄入在區(qū)塊鏈中，生成并發(fā)布智能合約，一旦觸發(fā)約定時(shí)的條件，就會(huì)有程序自動(dòng)執(zhí)行合約。這種方式不依賴中心機(jī)構(gòu)的參與，只需要通過智能合約就能完成轉(zhuǎn)換，避免了人工審核，也消除了人為誤差。其依托技術(shù)在學(xué)分銀行信息系統(tǒng)與學(xué)習(xí)者之間建立合約，執(zhí)行過的智能合約會(huì)清清楚楚地記錄在區(qū)塊鏈上，保證合約執(zhí)行的安全有效，全過程可追溯；轉(zhuǎn)換后的學(xué)習(xí)成果也會(huì)記錄在區(qū)塊鏈上，提供給教育機(jī)構(gòu)及學(xué)習(xí)者個(gè)人查詢。智能合約可以將學(xué)習(xí)成果轉(zhuǎn)換規(guī)則在區(qū)塊鏈上發(fā)布，基于智能合約自動(dòng)執(zhí)行，促使交易雙方自動(dòng)執(zhí)行合約，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)成果轉(zhuǎn)換的一鍵式完成。與此同時(shí)，還可以根據(jù)客戶確定相應(yīng)的授權(quán)或者合約，智能合約會(huì)自動(dòng)將隱私信息按不同等級(jí)采取不同的保護(hù)措施，確保學(xué)習(xí)成果轉(zhuǎn)換的公信力[19]?；趨^(qū)塊鏈智能合約的學(xué)習(xí)成果轉(zhuǎn)換規(guī)則制定與執(zhí)行流程如圖4所示。

綜上，學(xué)分銀行信息系統(tǒng)可以借助分布式存儲(chǔ)技術(shù)建立學(xué)習(xí)成果分布式存儲(chǔ)賬本，利用密碼學(xué)技術(shù)保護(hù)個(gè)人隱私數(shù)據(jù)，依托智能合約完成學(xué)習(xí)成果轉(zhuǎn)換自動(dòng)執(zhí)行，進(jìn)而充分保障學(xué)分銀行數(shù)據(jù)安全，提升教育管理信息化、數(shù)據(jù)化、智能化水平。

六、 區(qū)塊鏈應(yīng)用于學(xué)分銀行

需要進(jìn)一步解決的問題

（一）現(xiàn)有信息系統(tǒng)與先進(jìn)技術(shù)深度融合的問題

盡管區(qū)塊鏈技術(shù)可以很大程度上解決教育信息化過程中的數(shù)據(jù)安全問題，但在與現(xiàn)有學(xué)分銀行信息系統(tǒng)兼容時(shí)，也存在著數(shù)據(jù)兼容性的問題，需要做數(shù)據(jù)格式的工程處理，還要考慮數(shù)據(jù)安全、隱私保護(hù)等問題。因此，要在不影響使用的前提下，將當(dāng)前學(xué)分銀行信息系統(tǒng)中的已有數(shù)據(jù)逐步向區(qū)塊鏈系統(tǒng)切換。

此外，目前學(xué)分銀行信息系統(tǒng)正逐步與人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)深度融合，在與區(qū)塊鏈技術(shù)融合的時(shí)候，也應(yīng)對(duì)新技術(shù)的發(fā)展及影響進(jìn)行考量。例如，教育機(jī)構(gòu)可以利用人工智能技術(shù)，分配區(qū)塊鏈的算力與存儲(chǔ)；還可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)統(tǒng)計(jì)區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)，分析學(xué)分銀行的現(xiàn)有問題以及未來發(fā)展趨勢(shì)。

（二）去中心化與主體監(jiān)督的問題

區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用到各種社會(huì)場(chǎng)景中，不可避免地涉及多方利益主體，帶來許多社會(huì)問題。區(qū)塊鏈具有去中心化的特點(diǎn)，其各個(gè)節(jié)點(diǎn)難以管控，容易引發(fā)各種問題。學(xué)分銀行信息系統(tǒng)作為教育領(lǐng)域的關(guān)鍵系統(tǒng)，需要在符合教育法律法規(guī)和政策的情況下，建立監(jiān)管機(jī)制來確保系統(tǒng)的合規(guī)運(yùn)行。因此，教育機(jī)構(gòu)需要研究區(qū)塊鏈的監(jiān)管問題，包括系統(tǒng)安全、防御攻擊，以及存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。

針對(duì)區(qū)塊鏈監(jiān)管難的問題，需要制定專門的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，建立區(qū)塊鏈的規(guī)范準(zhǔn)則。例如，2019年國家互聯(lián)網(wǎng)信息辦公室發(fā)布的《區(qū)塊鏈信息服務(wù)管理規(guī)定》就是區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)的監(jiān)管規(guī)范[20]。學(xué)分銀行信息系統(tǒng)承載的信息具有特殊性，可以制定專門的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行監(jiān)管。事實(shí)上，區(qū)塊鏈具有記錄交易并防篡改的功能，可以研究將區(qū)塊鏈作為監(jiān)管的重要技術(shù)工具。當(dāng)前，學(xué)分銀行尚未形成統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，信息系統(tǒng)建設(shè)可以采用區(qū)塊鏈技術(shù)不斷進(jìn)行試點(diǎn)，培養(yǎng)相關(guān)技術(shù)人才，逐步形成安全可靠且靈活的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，從而更好地為學(xué)習(xí)者服務(wù)。

（三）區(qū)塊鏈的能耗問題

雖然區(qū)塊鏈技術(shù)在學(xué)分銀行數(shù)據(jù)安全治理中具有顯著優(yōu)勢(shì)，但其加密運(yùn)算和共識(shí)機(jī)制，可能導(dǎo)致能耗較高且效率較低，從而增加運(yùn)行成本。

為了解決這一問題，需要進(jìn)一步研究優(yōu)化加密算法及降低能耗的技術(shù)手段，以提高區(qū)塊鏈的運(yùn)行效率和節(jié)約能源。當(dāng)前，輕量級(jí)區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，為降低計(jì)算和存儲(chǔ)消耗提供可能[21]。

七、結(jié)語

本文剖析區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)在學(xué)分銀行信息系統(tǒng)中的應(yīng)用價(jià)值，提出利用區(qū)塊鏈技術(shù)保障學(xué)分銀行信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全的路徑，為學(xué)分銀行區(qū)塊鏈系統(tǒng)構(gòu)建提供切實(shí)可行的參考思路。區(qū)塊鏈技術(shù)可以保障學(xué)分銀行信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全，為學(xué)習(xí)者提供安全可靠且靈活自主的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理，從而推動(dòng)學(xué)分銀行建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。目前，區(qū)塊鏈技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于金融、工業(yè)制造、供應(yīng)鏈、社會(huì)服務(wù)等領(lǐng)域。作為一種大規(guī)模協(xié)助工具，區(qū)塊鏈技術(shù)不僅可以在不同領(lǐng)域的數(shù)據(jù)安全治理工作中發(fā)揮作用，還可以優(yōu)化業(yè)務(wù)流程、提高協(xié)同效率。

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Research on the Application of Blockchain Technology in the Field

of Data Security Governance of Credit Bank

Wensha SHAO1， Qian YU2

（1.Jiangsu Lifelong Education Credit Bank Management Center， Jiangsu Open University， Nanjing 210036， Jiangsu;

2.development planning office， Shandong Open University， Jinan 250014， Shandong）

Abstract： With the deepening of the practice and exploration of credit banking， the mount of the data stored in credit bank information systems as well as its corresponding value are increasing at an amazing rate， and the problems of data security and privacy are gradually amplified. The blockchain technology developed in recent years could effectively solve data security problems， and there are many successful applications in education and other fields. On the basis of analyzing and summarizing the key technology of blockchain and its application value in the credit bank information system，this paper discusses the path of using blockchain technology to guarantee the data security of credit bank information system： the first is to build a learning achievement storage system based on distributed storage technology to enhance the data security of credit bank information system; the second to build the protection mode of personal privacy data which based on cryptography technology to guarantee the data privacy of credit bank information system; the third is to utilize the application of learning achievement transformation execution based on blockchain smart contract to enhance the credibility of credit bank learning achievement conversion. At last， it analyzes the problem of integration of the current system and the advanced technology， decentralization， subject supervision and energy consumption in the field of applying blockchain to credit bank.

Keywords： Credit bank; Blockchain; Data security; Distributed storage; Cryptography; Smart contract