文成玉，杜 鴻

（成都信息工程大學 通信工程學院，四川 成都 610225）

0 引 言

2014 年我國逐漸開始研究區(qū)塊鏈技術及應用，目前區(qū)塊鏈技術在我國的應用已延伸到數(shù)字金融、智能制造、互聯(lián)網、數(shù)字資產交易等多個領域。區(qū)塊鏈與人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網、5G 等新型信息技術構成了數(shù)字經濟時代的底層技術支撐。2019 年10 月，中共中央政治局在第十八次集體學習時強調，把區(qū)塊鏈作為核心技術自主創(chuàng)新重要突破口，加快推動區(qū)塊鏈技術和產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。2020 年4 月，國家發(fā)改委首次明確將區(qū)塊鏈納入“新基建”范圍。

目前，我國區(qū)塊鏈產業(yè)正處于快速發(fā)展階段，加速區(qū)塊鏈人才的培養(yǎng)已成為大勢所趨。據(jù)文獻[1]顯示，2020 年企業(yè)對區(qū)塊鏈人才的需求高達51.70%。2020 年7 月至2021 年6 月，國內新成立區(qū)塊鏈企業(yè)達3.7 萬家。隨著區(qū)塊鏈企業(yè)數(shù)量的激增，社會對區(qū)塊鏈人才的需求呈現(xiàn)井噴式的增長趨勢。區(qū)塊鏈相關人才正面臨巨大的缺口，據(jù)國際權威咨詢機構預測，隨著區(qū)塊鏈技術的發(fā)展，中國區(qū)塊鏈人才缺口將達75 萬以上。作為一個新興產業(yè)，區(qū)塊鏈沒有前期的學科基礎，大量的產業(yè)人才需求和師資缺乏是高校區(qū)塊鏈工程專業(yè)要面對的主要問題。本文針對我國區(qū)塊鏈行業(yè)人才培養(yǎng)面臨的主要問題，探索基于師資培訓方式培養(yǎng)區(qū)塊鏈新人才的途徑。

1 區(qū)塊鏈人才培養(yǎng)現(xiàn)狀

2016年中央財經大學在全國高等院校范圍內最早開設區(qū)塊鏈課程，2020 年區(qū)塊鏈逐漸成為部分高校專業(yè)的必修課，成都信息工程大學首獲教育部批準開設區(qū)塊鏈工程本科專業(yè)。截至2021 年，國內超過40 家高校開設了區(qū)塊鏈專業(yè)或課程。課程主要包括區(qū)塊鏈原理、共識算法開發(fā)、智能合約開發(fā)、區(qū)塊鏈應用開發(fā)、區(qū)塊鏈算法、區(qū)塊鏈平臺開發(fā)、區(qū)塊鏈虛擬機等，清華大學、中央財經大學在內的國內眾多高校也都開設了區(qū)塊鏈相關的課程，像區(qū)塊鏈與密碼學、區(qū)塊鏈與智能經濟等。

除了在校內開設課程外，高校還通過設立實驗室或者創(chuàng)新中心加強“產學研”之間的交流與合作，幫助學生掌握區(qū)塊鏈相關的理論知識，增強實踐能力。實驗室由校方教師與企業(yè)高管共同管理，合作的企業(yè)大多為區(qū)塊鏈頭部公司，與高校合作建立實驗室，如北京眾享比特與南京大學、比特大陸與清華大學的合作。

此外，火幣中國與慧科集團聯(lián)合成立“火幣區(qū)塊鏈產業(yè)學院”和“火幣區(qū)塊鏈實驗室”，共同探索區(qū)塊鏈專業(yè)的人才培養(yǎng)新范式，推進區(qū)塊鏈領域的產教融合。這是區(qū)塊鏈專業(yè)人才培養(yǎng)的一個基本方向。

2 區(qū)塊鏈技術體系分析

區(qū)塊鏈（Blockchain）是一種由多方共同維護，使用密碼學保證傳輸和訪問安全，能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)一致存儲、難以篡改、防止抵賴的記賬技術[2-4]。區(qū)塊鏈綜合了信息存儲和傳輸、信任機制和底層算法，已初步形成了包含硬件和基礎設施、底層技術、上層應用和安全服務在內的技術體系結構[5]，如圖1 所示。

圖1 區(qū)塊鏈體系結構

基礎設施層提供硬件或網絡基礎體系。區(qū)塊鏈底層數(shù)據(jù)的存儲采用基于底層存儲方式，實現(xiàn)起來較為靈活，可以結合文件系統(tǒng)、關系數(shù)據(jù)庫、鍵值數(shù)據(jù)庫等存儲方式。

協(xié)議層通常采用P2P 網絡組網機制，結合各類密碼學安全機制和共識機制、時序機制，為上層應用構建對等、安全、信任的網絡和通信基礎。

擴展層通過調用協(xié)議層功能組件，可以提供多元化的服務和訪問。比如，開發(fā)者可在上層應用和底層技術機制之間，以可執(zhí)行代碼的方式，為用戶實現(xiàn)復雜業(yè)務流程的自動化；或是通過設置激勵/懲罰機制，規(guī)范區(qū)塊鏈節(jié)點貢獻自身存儲和計算資源，共同推動網絡和業(yè)務的高效運行[5]。

應用層則是區(qū)塊鏈技術在不同行業(yè)領域的各類場景和案例中應用的最直接體現(xiàn)。相比于其他層次，應用層最直觀地體現(xiàn)了區(qū)塊鏈技術的應用價值[5]。

區(qū)塊鏈專業(yè)知識與能力培養(yǎng)體系結構涉及以下3 個方面：

（1）基礎理論：區(qū)塊鏈工程本質是多學科交叉的新學科，計算機知識仍然是其理論基礎。區(qū)塊鏈主要涉及計算機科學與技術、軟件工程、網絡空間與信息安全、通信工程等多個學科專業(yè)的理論與技術，其核心技術涉及密碼學、分布式系統(tǒng)與存儲、信息安全、P2P 網絡等理論基礎。同時，區(qū)塊鏈技術中還包含大量的新概念、新理論，且都是理解和掌握區(qū)塊鏈技術的基礎。

（2）技術實現(xiàn)：區(qū)塊鏈作為一種架構應用，其協(xié)議層包括點對點網絡、加密簽名、數(shù)據(jù)存儲、分布式算法等，應用層也需要提供區(qū)塊鏈瀏覽器、錢包等基礎應用。這些就涉及到區(qū)塊鏈專業(yè)特有課程，如區(qū)塊鏈原理（區(qū)塊鏈底層開發(fā)）、共識算法原理與實現(xiàn)、區(qū)塊鏈應用開發(fā)、區(qū)塊鏈算法、區(qū)塊鏈平臺開發(fā)、區(qū)塊鏈虛擬機等。在擴展層，區(qū)塊鏈技術可以對接各種應用，涉及相關行業(yè)應用課程，比如金融、物聯(lián)網、網絡安全、版權保護、電子商務、教育就業(yè)等。

（3）開發(fā)環(huán)境：區(qū)塊鏈是多項計算機技術的新應用模式，有其自身的復雜性。智能合約可以選擇不同的語言，如Solidity、JAVA、Python、JavaScript、GoLang、PHP、C++、Ruby、Rust 等；同時，也可以選擇不同的語言開發(fā)上層應用，如JAVA、Nodejs、Go、Python 等，個別應用對開發(fā)環(huán)境依賴較大。因此，區(qū)塊鏈應用的開發(fā)工具與環(huán)境，也是學生需要學習的重要內容。

（4）項目實踐：目前，全球已有很多區(qū)塊鏈產品，有些優(yōu)秀的開源產品和項目實踐是最好的學習研究資料，如微眾銀行主導的開源產品FISCO BCOS，在國內得到了較好的應用。

3 校企合作開展師資培訓的必要性

從區(qū)塊鏈技術體系結構可以看出，區(qū)塊鏈結合理論基礎、技術和實踐，對工程實現(xiàn)能力有非常高的要求。同時，區(qū)塊鏈已被廣泛應用到金融、司法、政務、醫(yī)療、農業(yè)、制造業(yè)、跨境數(shù)據(jù)流通等諸多行業(yè)或領域。一般情況下，企業(yè)更傾向選擇具有技術研發(fā)和學術研究等綜合能力的人才，同時還要熟悉行業(yè)知識。

鑒于此，目前高校對于區(qū)塊鏈人才也注重實踐能力的培養(yǎng)，與產業(yè)實踐緊密結合。一方面是從實踐中來，從相對成熟的行業(yè)案例中總結理論；另一方面是要到實踐中去，不斷在實際的應用場景中檢驗學術創(chuàng)新的成果。

目前，區(qū)塊鏈教學與計算機專業(yè)課程深度融合，并與人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網等前沿信息技術深度融合。區(qū)塊鏈專業(yè)的師資主要來自計算機相關專業(yè)，且大多數(shù)教師具有博士學歷，都具有深厚的理論學識，他們最缺乏的就是與行業(yè)結合的工程開發(fā)經歷，不能適應“新工科”背景下對高素質復合型工程技術人才的培養(yǎng)需求[6]。因此，產教融合的師資培訓也就成為解決區(qū)塊鏈專業(yè)教師資源短缺的一個有效途徑[7]。

4 校企合作開展區(qū)塊鏈師資培訓的教學實踐

4.1 培訓思路

開展師資培訓是為提升教師實踐教學能力，需要選擇滿足教學需求的培訓內容，實現(xiàn)培訓與教學實踐有機結合，這樣可以有效地幫助教師的教學實踐。

目前高校區(qū)塊鏈工程專業(yè)的課程可以劃分為：通識課程，計算機編程的基礎課程，區(qū)塊鏈相關的密碼學、分布式系統(tǒng)等專業(yè)基礎課程，以及與區(qū)塊鏈底層開發(fā)和智能合約部署等實踐相關的專業(yè)課程。由此可以看出，作為區(qū)塊鏈工程專業(yè)的師資，本身已具備深厚的理論知識。師資培訓應著重結合符合行業(yè)特點的應用開發(fā)實踐，由企業(yè)工程師負責技術講解和實操講解；在進行相關的理論講解后，結合具體案例進行理論實踐，注重理論與實踐的結合。

4.2 培訓內容

區(qū)塊鏈實踐項目是一個基于業(yè)務應用場景進行項目開發(fā)的全過程。從業(yè)務場景分析，到合約的設計實現(xiàn)，以及如何部署到區(qū)塊鏈，最后到實現(xiàn)應用模塊時對區(qū)塊鏈上合約的調用訪問。

將整個培訓過程按照以下3 個步驟進行：

（1）搭建開發(fā)環(huán)境：應用程序需要和網絡交互，所以需要一個智能合約和應用程序使用的基礎網絡。開發(fā)環(huán)境是區(qū)塊鏈平臺、分布式存儲和智能合約/應用開發(fā)工具的有機結合，需要掌握區(qū)塊鏈原理與技術、計算網絡原理與技術、分布存儲理論、網絡信息安全等知識。

（2）智能合約開發(fā)：區(qū)塊鏈具有防篡改、可追溯等特性，這些特性決定其更容易受金融領域的青睞。例如，商業(yè)票據(jù)、資產管理等場景。在區(qū)塊鏈上進行應用開發(fā)時，結合業(yè)務需求，首先需要設計對應的智能合約，確定合約需要儲存的數(shù)據(jù)，在此基礎上確定智能合約對外提供的接口，最后給出各個接口的具體實現(xiàn)。之后，需要將智能合約編譯成ABI 和BIN 文件部署至區(qū)塊鏈網絡上。當應用需要部署和調用合約時，可以調用對應合約方法，傳入指定參數(shù)即可。這樣可以極大簡化用戶開發(fā)應用的代碼。

（3）應用程序和智能合約交互：在應用開發(fā)中，首先將編譯好的合約引入項目中，然后開發(fā)業(yè)務邏輯，使用合約對象調用對應的接口與智能合約交互，返回處理結果，從而實現(xiàn)應用程序（如數(shù)字錢包）訪問智能合約。

4.3 與行業(yè)結合

目前，校企合作已經從早期的技術共研轉到人才共育的深度融合[8]。區(qū)塊鏈技術已經被廣泛應用在數(shù)字金融、物聯(lián)網、智能制造、供應鏈管理等諸多領域。這種形勢下就要求學生扎實掌握專業(yè)知識，并且能夠將理論知識結合行業(yè)的實踐；要求教師具備區(qū)塊鏈技術在相關行業(yè)的應用背景，這對培養(yǎng)學生理解區(qū)塊鏈技術在行業(yè)中的應用，有很好的促進作用。因此，高校通過與具有行業(yè)特色的企業(yè)合作，結合企業(yè)資源優(yōu)勢開設聯(lián)合實驗室，是實現(xiàn)教師行業(yè)能力培訓的一個重要途徑。

4.4 培訓安全意識

隨著區(qū)塊鏈的應用場景不斷增多，相關安全事故頻出，并呈現(xiàn)加速增長趨勢。在2021 年，區(qū)塊鏈相關行業(yè)發(fā)生的安全事件多達332 起，造成了嚴重的經濟損失和社會影響[9]。因此，區(qū)塊鏈應用安全不可忽視。

雖然區(qū)塊鏈技術集合了密碼學、分布式存儲等多項安全控制技術使區(qū)塊鏈底層技術日趨成熟，但合約實現(xiàn)規(guī)范還沒有充分完備化和體系化，其本身仍存在安全漏洞，尤其合約直接擔當著資金載體和運行邏輯的角色，這使得越來越多黑客將目標瞄向該領域。除了技術風險以外，區(qū)塊鏈與實體經濟融合的進程中也存在合規(guī)風險和投機風險。

對此，需加強對區(qū)塊鏈技術的引導和規(guī)范以及對區(qū)塊鏈安全風險的研究和分析，密切跟蹤其發(fā)展動態(tài)，積極探索建立安全保障體系，更大地提升群體安全意識，推動區(qū)塊鏈安全有序發(fā)展。

5 結 語

根據(jù)國務院和教育部大力推動產教融合、協(xié)同發(fā)展，面向產業(yè)培養(yǎng)人才的戰(zhàn)略部署，高校和企業(yè)充分發(fā)揮各自優(yōu)勢，推動產業(yè)與高校合作，開展符合高校課程建設和教師教學實踐需求的師資培訓，用培訓成果指導教師的教學實踐，為區(qū)塊鏈新人才提供真正有意義的培訓與教學實踐。同時，通過建設具有行業(yè)特點的區(qū)塊鏈產業(yè)學院和實驗室，加強師資隊伍建設，建立完善人才培養(yǎng)體系和教師發(fā)展理念[10-12]；加快培養(yǎng)既熟悉區(qū)塊鏈底層技術和區(qū)塊鏈架構，又熟悉行業(yè)應用開發(fā)的復合型高級專門人才，從而創(chuàng)建良好的區(qū)塊鏈新人才生態(tài)。