周全興,李秋賢

(凱里學(xué)院,貴州 凱里 556011)

0 引言

隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,就業(yè)已經(jīng)成為最大的民生工程,并且被廣泛認(rèn)為是社會(huì)穩(wěn)定的重要保障[1]。其中,高校畢業(yè)生作為國家和社會(huì)的新鮮血液,其就業(yè)直接關(guān)系到千家萬戶的福祉。然而,近年來,受經(jīng)濟(jì)和后疫情形勢的影響,高校畢業(yè)生面臨著前所未有的就業(yè)壓力。據(jù)統(tǒng)計(jì),2023屆高校畢業(yè)生的預(yù)計(jì)人數(shù)達(dá)到1 158萬,與2022年相比增長了82萬[2],這使得如何穩(wěn)定就業(yè)、保障就業(yè)成為各級主管部門緊迫的任務(wù)。

在這樣的背景下,傳統(tǒng)的中心化就業(yè)服務(wù)系統(tǒng),如人才市場和人力資源公司,雖然在一定程度上緩解了就業(yè)壓力,但存在中心化過度、服務(wù)跟進(jìn)不足和低信任度等問題,使得畢業(yè)生在求職過程中面臨很多困難。為了解決這些問題,本文提出了基于區(qū)塊鏈的高校畢業(yè)生就業(yè)服務(wù)系統(tǒng)[3]。區(qū)塊鏈技術(shù)以其獨(dú)特的去中心化、可溯源和安全特性受到了廣大研究者的關(guān)注,并且在多個(gè)領(lǐng)域得到了應(yīng)用[4]。

習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)了“區(qū)塊鏈+”在民生領(lǐng)域的重要性,尤其是在教育、就業(yè)和食品安全等領(lǐng)域[5]。近年來,很多研究者在區(qū)塊鏈領(lǐng)域進(jìn)行了深入的研究,例如,馬軍偉等[6]提出了一種基于區(qū)塊鏈和IPFS的企業(yè)人事檔案管理系統(tǒng);劉雙印等[7]提出了一種基于Hyperledger fabric和Kafka共識機(jī)制的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全可信溯源系統(tǒng)[8];林潔和等[9]探討了如何利用區(qū)塊鏈技術(shù)解決數(shù)據(jù)共享中的各種問題。

綜上,本文提出了基于區(qū)塊鏈的高校畢業(yè)生就業(yè)服務(wù)系統(tǒng),以Hyperledger Fabric為基礎(chǔ),構(gòu)建了基于聯(lián)盟鏈的數(shù)據(jù)交互和存儲(chǔ)平臺,同時(shí)引入了橢圓曲線加密算法(ECC)來確保數(shù)據(jù)交互的安全性,并利用Solidity智能合約編程確保數(shù)據(jù)的可溯源性、可信性和隱私性。

1 基于Hyperledger Fabric的就業(yè)服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

Hyperledger Fabric作為成熟的企業(yè)級區(qū)塊鏈平臺,因其去中心化、可溯源、安全和高度模塊化、可擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)勢被視為可能的解決方案。本節(jié)旨在深入探討基于Hyperledger Fabric的高校畢業(yè)生就業(yè)服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念、架構(gòu)和關(guān)鍵組件。滿足學(xué)生、高校、企業(yè)多方需求,保障數(shù)據(jù)安全與隱私的就業(yè)服務(wù)系統(tǒng),為解決當(dāng)前的就業(yè)難題提供有力支撐。

1.1 參與者角色定義與交互流程描述

在系統(tǒng)中,各參與者扮演不同的角色,通過交互實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和操作的驗(yàn)證。

(1)學(xué)生。學(xué)生通過系統(tǒng)注冊和身份驗(yàn)證后,可以創(chuàng)建、更新自己的簡歷,瀏覽并申請職位。所有操作都會(huì)以交易形式記錄在區(qū)塊鏈上,保證數(shù)據(jù)可信和可溯源。

(2)高校。高校錄入并驗(yàn)證學(xué)生的基本信息和成績,也可以從高校的相關(guān)系統(tǒng)中同步相關(guān)數(shù)據(jù)到系統(tǒng)中。為企業(yè)提供信用評估服務(wù),以增加就業(yè)匹配的精準(zhǔn)性,并跟蹤學(xué)生的就業(yè)情況,精確完成用人單位和畢業(yè)生對高校教育教學(xué)質(zhì)量評價(jià)。

(3)企業(yè)。企業(yè)完成注冊和身份驗(yàn)證后,可以發(fā)布和管理職位信息,瀏覽學(xué)生簡歷,發(fā)送面試邀請和錄用通知。企業(yè)可以根據(jù)學(xué)生的就業(yè)情況對高校的信用評估提供參考。

(4)驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)(公證機(jī)構(gòu))。驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)驗(yàn)證各種交易和操作的合法性,參與區(qū)塊的創(chuàng)建和驗(yàn)證,確保整個(gè)系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

1.2 系統(tǒng)架構(gòu)

為滿足高校畢業(yè)生就業(yè)服務(wù)系統(tǒng)的需求,基于Hyperledger Fabric系統(tǒng)運(yùn)行架構(gòu),設(shè)計(jì)了3層結(jié)構(gòu),如圖1所示。

圖1 基于Hyperledger Fabric的就業(yè)服務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)

(1)應(yīng)用層。提供用戶界面,允許學(xué)生、高校和企業(yè)互動(dòng)并使用系統(tǒng)的功能。例如,學(xué)生可以提交簡歷,企業(yè)可以發(fā)布職位,高?？梢则?yàn)證學(xué)生的資格和成績。

(2)服務(wù)層。包含智能合約(Chaincode)和業(yè)務(wù)邏輯,處理來自應(yīng)用層的請求。例如,當(dāng)學(xué)生提交簡歷時(shí),智能合約會(huì)驗(yàn)證學(xué)生的資格,然后將簡歷存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)層。

(3)數(shù)據(jù)層。是基于Hyperledger Fabric的分布式賬本,用于存儲(chǔ)所有的交易和數(shù)據(jù),如學(xué)生簡歷、職位信息等。

這種分層架構(gòu)不僅確保了系統(tǒng)的模塊化和可擴(kuò)展性,還有助于獨(dú)立管理和優(yōu)化每個(gè)層次的功能。

1.3 關(guān)鍵組件

在本高校畢業(yè)生就業(yè)服務(wù)系統(tǒng)中,關(guān)鍵組件為系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性和數(shù)據(jù)隔離性提供了強(qiáng)大支持。關(guān)鍵組件主要包括以下幾個(gè)。

1.3.1 Peer節(jié)點(diǎn)

作為Hyperledger Fabric網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)組成單元,每個(gè)參與方都有一個(gè)或多個(gè)Peer節(jié)點(diǎn),Peer節(jié)點(diǎn)擔(dān)任以下核心職責(zé)。

(1)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。持有系統(tǒng)中所有學(xué)生簡歷、企業(yè)職位等信息的分布式賬本副本,確保數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)完整性。

(2)智能合約執(zhí)行。負(fù)責(zé)處理學(xué)生簡歷提交、企業(yè)職位發(fā)布等交易,并確保交易的一致性和合法性。

1.3.2 Orderer節(jié)點(diǎn)

在本系統(tǒng)中,Orderer節(jié)點(diǎn)確保所有與就業(yè)服務(wù)相關(guān)的交易都得到正確處理,主要包括:

(1)交易排序。對學(xué)生、高校、企業(yè)提交的所有交易進(jìn)行排序,確保透明性和一致性。

(2)區(qū)塊創(chuàng)建?；谂判蚝蟮慕灰?如學(xué)生的簡歷提交或企業(yè)的職位發(fā)布等,生成新的區(qū)塊并向Peer節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分發(fā)。

1.3.3 通道(Channels)

通道是Hyperledger Fabric中的一個(gè)獨(dú)特概念,允許數(shù)據(jù)隔離和多租戶。為了保護(hù)學(xué)生、高校和企業(yè)的隱私,在系統(tǒng)中采用通道來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)隔離。

(1)數(shù)據(jù)隔離。不同的參與方可以在不同的通道上進(jìn)行交互,確保數(shù)據(jù)的私密性。

(2)靈活性。允許系統(tǒng)根據(jù)不同的用戶群體,如不同高?；蚱髽I(yè),創(chuàng)建專屬的通道。

1.3.4 智能合約 (Chaincode)

智能合約是自動(dòng)執(zhí)行的代碼,在滿足某些條件時(shí)被觸發(fā)。Chaincode在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)特定的業(yè)務(wù)邏輯,主要業(yè)務(wù)邏輯如下:

(1)簡歷提交。當(dāng)學(xué)生提交簡歷時(shí),智能合約驗(yàn)證其資格,并將簡歷數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈上。

(2)職位發(fā)布。企業(yè)通過調(diào)用特定的Chaincode來發(fā)布新的職位。

(3)面試邀請。企業(yè)根據(jù)簡歷數(shù)據(jù)篩選合適的學(xué)生,并通過Chaincode發(fā)出面試邀請。

(4)簽約。當(dāng)學(xué)生與企業(yè)達(dá)成就業(yè)意向后,雙方可以通過Chaincode進(jìn)行簽約。簽訂后,任何對合同的違背都可以通過區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行追蹤和證明。

1.3.5 Membership Service Provider (MSP)

MSP在系統(tǒng)中扮演了關(guān)鍵的角色,確保所有參與方的身份安全和權(quán)限管理,主要功能為身份驗(yàn)證和授權(quán)。

這些組件共同構(gòu)建了一個(gè)透明、高效、可信的就業(yè)服務(wù)平臺,滿足了學(xué)生、高校和企業(yè)在當(dāng)前復(fù)雜就業(yè)環(huán)境中的需求。

2 數(shù)據(jù)管理與隱私保護(hù)策略

2.1 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分布式賬本設(shè)計(jì)

在基于Hyperledger Fabric的架構(gòu)中,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用了分布式賬本技術(shù),確保了數(shù)據(jù)的完整性、透明性和不可篡改性,為系統(tǒng)提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)追溯和驗(yàn)證能力。

2.1.1 分布式賬本結(jié)構(gòu)

在基于Hyperledger Fabric的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分布式賬本設(shè)計(jì)中,系統(tǒng)采用了分布式賬本技術(shù)來確保數(shù)據(jù)的完整性、透明性和不可篡改性。這種設(shè)計(jì)通過連續(xù)的區(qū)塊鏈組成,其中每個(gè)區(qū)塊都包含了一系列的交易數(shù)據(jù)及其前一區(qū)塊的哈希值,確保了整個(gè)鏈的連續(xù)性。

2.1.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)策略

為了增強(qiáng)數(shù)據(jù)的持久性和可靠性,系統(tǒng)進(jìn)一步采用了分布式數(shù)據(jù)庫策略(LevelDB),其中每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都維護(hù)了一個(gè)數(shù)據(jù)庫副本,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的高度冗余和容錯(cuò)。

2.1.3 數(shù)據(jù)模型

為確保數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化和查詢效率,系統(tǒng)還定義了清晰的數(shù)據(jù)模型,如學(xué)生、企業(yè)和高校模型,以支持結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和查詢。

2.1.4 數(shù)據(jù)查詢和更新

數(shù)據(jù)的查詢和更新是通過智能合約實(shí)現(xiàn)的,它是一段自動(dòng)執(zhí)行的代碼,定義了數(shù)據(jù)的訪問權(quán)限和更新規(guī)則,不僅確保了數(shù)據(jù)的安全性,還為用戶提供了一個(gè)高效、透明的數(shù)據(jù)查詢和更新平臺。

2.2 加密與數(shù)據(jù)保護(hù)機(jī)制

為確保數(shù)據(jù)的安全性、隱私性和完整性,系統(tǒng)采用了多種加密和數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)。

2.2.1 橢圓曲線加密 (ECC)

ECC是一種高效的公鑰加密方法,其特點(diǎn)是較短的密鑰長度和更高的安全性,通過在橢圓曲線上選擇點(diǎn)作為密鑰,利用公鑰進(jìn)行數(shù)據(jù)加密,私鑰用于解密。

2.2.2 數(shù)據(jù)哈希

通過哈希函數(shù),可以將任何輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為一個(gè)固定長度的字符串。這意味著,即使數(shù)據(jù)發(fā)生了微小的變化,其哈希值也會(huì)發(fā)生顯著的改變,從而方便迅速檢測到數(shù)據(jù)的任何篡改。

2.2.3 數(shù)據(jù)簽名

數(shù)字簽名是使用私鑰對數(shù)據(jù)的哈希值進(jìn)行加密,生成數(shù)字簽名,將數(shù)字簽名與原始數(shù)據(jù)一起存儲(chǔ)或傳輸,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)性驗(yàn)證及其完整性。

2.2.4 數(shù)據(jù)訪問控制

為確保只有授權(quán)用戶可以訪問數(shù)據(jù),系統(tǒng)使用訪問控制列表(ACL),從而為數(shù)據(jù)提供了一道額外的保護(hù)屏障。ACL定義了哪些用戶可以訪問哪些數(shù)據(jù)。

本系統(tǒng)通過上述技術(shù)策略,不僅確保了數(shù)據(jù)的安全性、隱私性和完整性,還為用戶提供了高效、可靠的數(shù)據(jù)訪問和管理。

2.3 隱私保護(hù)策略:零知識證明與群簽名技術(shù)

在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中,隱私保護(hù)成為一個(gè)不可或缺的組成部分。為了在保證數(shù)據(jù)真實(shí)性的同時(shí),確保用戶隱私不被泄露,系統(tǒng)引入了零知識證明和群簽名技術(shù)。

2.3.1 零知識證明

零知識證明(Zero-Knowledge Proofs,ZKPs)允許證明者向驗(yàn)證者證明某一陳述的真實(shí)性,而無須透露該陳述的任何具體信息。在本系統(tǒng)的應(yīng)用場景中,這意味著學(xué)生能夠向企業(yè)證明其滿足某些資格或條件,而無須公開具體的證明材料或數(shù)據(jù)。例如,學(xué)生可以證明其成績達(dá)到了某一標(biāo)準(zhǔn),但無須顯示確切的分?jǐn)?shù)。

2.3.2 群簽名技術(shù)

群簽名技術(shù)允許群組內(nèi)的成員為某一消息生成共同的簽名,而外部觀察者則無法確定具體是哪位成員參與了簽名過程。這不僅確保了交易的隱私性,還維護(hù)了數(shù)據(jù)的完整性。在實(shí)際應(yīng)用中,這使得多個(gè)學(xué)生可以以匿名的方式共同提交申請。

通過融合零知識證明和群簽名技術(shù),本系統(tǒng)為用戶提供了一個(gè)高度安全且注重隱私保護(hù)的交互環(huán)境。提高了系統(tǒng)的隱私防護(hù)水平,并為用戶帶來了更為便捷的服務(wù)體驗(yàn)。

2.4 傳輸安全性及相關(guān)技術(shù)

在基于區(qū)塊鏈的高校畢業(yè)生就業(yè)服務(wù)系統(tǒng)中,數(shù)據(jù)的傳輸安全性顯得尤為關(guān)鍵。為確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的完整性、機(jī)密性和不可否認(rèn)性,系統(tǒng)運(yùn)用多種加密和驗(yàn)證技術(shù)。

2.4.1 TLS加密傳輸

傳輸層安全協(xié)議(Transport Layer Security,TLS)作為安全套接字層(Secure Sockets Layer,SSL)的后續(xù)版本,為數(shù)據(jù)的加密和傳輸提供完全的前向保密和更快的握手過程,實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)安全性。

2.4.2 端到端加密策略

端到端加密(E2EE,End-to-End Encryption)確保只有通信的發(fā)送方和接收方可以解密和讀取信息。系統(tǒng)采用了Diffie-Hellman密鑰交換,即使數(shù)據(jù)在傳輸過程中被攔截,攻擊者也無法解密和訪問數(shù)據(jù)內(nèi)容。

2.4.3 保障數(shù)據(jù)完整性

為確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的完整性,系統(tǒng)使用SHA-256哈希函數(shù)和HMAC進(jìn)行消息認(rèn)證,確保了數(shù)據(jù)在傳輸過程中不僅未被篡改,而且是來自合法的發(fā)送方,從而確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性和完整性。

2.4.4 防御重放攻擊

為了抵御重放攻擊,在每次通信中加入了時(shí)間戳和隨機(jī)數(shù)。這確保了每一次的通信都是獨(dú)特的,從而避免了攻擊者利用重放技術(shù)進(jìn)行的欺詐行為。

確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩允侨魏卧诰€系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。通過結(jié)合上述技術(shù)和策略,可以確保高校畢業(yè)生就業(yè)服務(wù)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸既安全又可靠。

2.5 實(shí)現(xiàn)

根據(jù)系統(tǒng)應(yīng)用需求,提供一段簡化Python實(shí)現(xiàn)代碼,幫助讀者理解系統(tǒng)安全策略。程序代碼基于Hyperledger Fabric分布式賬本結(jié)構(gòu),并結(jié)合了ECC、SHA-256哈希、AES-256-GCM加密和Diffie-Hellman密鑰交換來確保數(shù)據(jù)的安全性和隱私性。

3 實(shí)驗(yàn)仿真

在現(xiàn)代服務(wù)系統(tǒng)中,確保系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性是至關(guān)重要的。為了評估基于Hyperledger Fabric構(gòu)建的系統(tǒng)的性能,本文進(jìn)行了一系列的仿真實(shí)驗(yàn)。

3.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境設(shè)置

為達(dá)到系統(tǒng)需求的功能和對數(shù)據(jù)的隱私保護(hù)等目標(biāo),對實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)設(shè)置,如表1所示。Hyperledger Caliper作為一個(gè)專門為區(qū)塊鏈平臺設(shè)計(jì)的性能基準(zhǔn)測試工具,提供了有效的方案評估基于Hyperledger Fabric構(gòu)建的系統(tǒng)的性能。仿真實(shí)驗(yàn)基于Hyperledger Caliper v0.4.2版本進(jìn)行。

表1 仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境配置

3.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集

為了支撐本研究的實(shí)證分析,本文構(gòu)建了一個(gè)模擬的數(shù)據(jù)集,如表2所示。為確保數(shù)據(jù)集的質(zhì)量和可用性(真實(shí)性、完整性和準(zhǔn)確性),對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)脫敏和數(shù)據(jù)整合處理,并經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量檢查和驗(yàn)證,確保達(dá)到仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

表2 仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集

3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

根據(jù)實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集,對系統(tǒng)的性能和安全性與隱私性進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)測試。

3.3.1 安全性與隱私性仿真實(shí)驗(yàn)測試

為驗(yàn)證運(yùn)用的數(shù)據(jù)管理與隱私保護(hù)策略相關(guān)技術(shù)在系統(tǒng)中效果,對系統(tǒng)進(jìn)行必要測試,測試用例如表3所示。

表3 系統(tǒng)安全性與隱私性測試用例

以上設(shè)計(jì)的測試用例旨在全面評估系統(tǒng)的安全性和隱私性,確保系統(tǒng)在各種情況下都能保護(hù)用戶數(shù)據(jù)的安全和隱私。測試結(jié)果符合測試預(yù)期,說明系統(tǒng)符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

3.3.2 系統(tǒng)性能測試

對基于Hyperledger Fabric的高校畢業(yè)生就業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行性能評估,系統(tǒng)在多個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)上表現(xiàn)較為良好,如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)各項(xiàng)性能指標(biāo)

學(xué)生數(shù)據(jù)錄入操作的吞吐量最高達(dá)到45 tps,而復(fù)雜的企業(yè)查看申請操作也達(dá)到了25 tps。響應(yīng)時(shí)間中學(xué)生數(shù)據(jù)錄入最快僅為0.7 s。系統(tǒng)在并發(fā)性方面展現(xiàn)出強(qiáng)大的擴(kuò)展性,能夠處理高達(dá)800的并發(fā)用戶數(shù)。資源利用率在高負(fù)載任務(wù)下達(dá)到峰值,但系統(tǒng)在24 h測試中仍保持了平均99.98%的穩(wěn)定性。網(wǎng)絡(luò)延遲和平均負(fù)載數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)在處理大量請求時(shí)的穩(wěn)健性。而在匹配準(zhǔn)確性方面,93%的學(xué)生與企業(yè)的匹配度高于85%。

3.4 實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)論

仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,構(gòu)建的基于Hyperledger Fabric的高校畢業(yè)生就業(yè)服務(wù)系統(tǒng)在安全性、性能和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性方面達(dá)到預(yù)期目標(biāo);在安全性方面,系統(tǒng)能夠有效地防御中間人攻擊和其他常見的網(wǎng)絡(luò)攻擊,為學(xué)生、高校和企業(yè)提供了一個(gè)安全、可靠的就業(yè)服務(wù)平臺,為實(shí)際應(yīng)用部署和運(yùn)行提供了支撐。

4 結(jié)語

本文針對高校畢業(yè)生面臨的就業(yè)困境,探索了基于區(qū)塊鏈技術(shù)的解決方案,提出了基于Hyperledger Fabric的高校畢業(yè)生就業(yè)服務(wù)系統(tǒng)。通過對系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真實(shí)驗(yàn),系統(tǒng)各項(xiàng)性能指標(biāo)與安全可靠性達(dá)到預(yù)期目標(biāo),對后續(xù)應(yīng)用部署提供了支撐,也為讀者提供了參考方案。下一步將嘗試引入機(jī)器學(xué)習(xí)方法,探索提高畢業(yè)生與企業(yè)之間的匹配準(zhǔn)確性。