摘 要：促進高校聯(lián)盟主體間信任是區(qū)塊鏈在高等教育領域應用熱點。以EduCTX項目為例，闡述基于區(qū)塊鏈的跨校學分管理系統(tǒng)業(yè)務模型、技術模型，總結優(yōu)缺點與面臨的挑戰(zhàn)。EduCTX項目以學分登記、跨校轉移、證偽為核心業(yè)務，以高校、學生、雇主為服務對象，構建以ARK技術、Dpos共識機制、Github開源平臺為基礎的六層開放聯(lián)盟式學分管理區(qū)塊鏈系統(tǒng)。區(qū)塊鏈去中心化特征與高校松散聯(lián)盟需求相契合，分布式賬本增強教育信任感，降低成本。但也存在學分可交易性差，使之很難形成有效激勵機制，對高校與學生不可信任的預設有悖于學校立德樹人使命，學分記錄永久不變不利于實現(xiàn)終身學習等問題。

　　關鍵詞：區(qū)塊鏈;高校聯(lián)盟;學分管理

　　0 引言

　　區(qū)塊鏈技術已應用到多個領域，從開始的數(shù)字貨幣擴展到數(shù)字金融、物聯(lián)網(wǎng)、智能制造、供應鏈管理、數(shù)字資產交易等[1]。區(qū)塊鏈在我國高等教育領域應用尚處于構想階段，如何促進區(qū)塊鏈技術與高等教育深度融合，破解當前我國高等教育中信息孤島、資源不均衡、跨校合作壁壘高等問題，是教育信息化發(fā)展面臨的新挑戰(zhàn)。

　　歐美發(fā)達國家2016年開始在高等教育領域積極探索區(qū)塊鏈技術應用，如麻省理工學院、霍爾伯頓學院、尼科西亞大學等，將區(qū)塊鏈技術應用于高校學位管理[2]、學習結果總結性評估[3]、學位記錄和證書存儲訪問[4]等領域，降低學歷證書欺詐[5]，嘗試學術技能與成就獎勵貨幣化[6]，提高錄取、注冊等流程效率，以減少管理成本[7];探索區(qū)塊鏈教育應用[8]，提出基于區(qū)塊鏈的證書頒發(fā)、驗證和分享技術方案[9]，建立基于區(qū)塊鏈的學習信息、榮譽和獎勵教育記錄系統(tǒng)方案[10]，基于區(qū)塊鏈的MOOC學習者身份識別與認證系統(tǒng)模型[11]，基于區(qū)塊鏈的學分銀行系統(tǒng)模型[12]，基于區(qū)塊鏈的學習成果管控模型[13]。上述區(qū)塊鏈教育應用模型多是系統(tǒng)模型設計，尚未開發(fā)出可用平臺并應用。對已有區(qū)塊鏈教育應用分析則是綜合多個案例，從教育視角分析居多。區(qū)塊鏈教育應用是教育模型與技術模型的結合，投入應用的系統(tǒng)與最初的設計思路相比必然有很大變化，所以對應用案例的理論反思有助于促進區(qū)塊鏈技術在高等教育中應用。

　　EduCTX項目2016年啟動，該項目參照歐洲學分轉移和累積系統(tǒng)(ECTX)，率先利用區(qū)塊鏈技術探索全球高校學分與學歷證書管理。2017年平臺建成并投入使用，迄今已運營兩年多，是具有全球代表性的區(qū)塊鏈教育應用個案。本文以EduCTX項目為例，從教育業(yè)務模型、技術模型以及兩者結合視角，分析其推進中的困難與挑戰(zhàn)，以期為我國高等教育應用區(qū)塊鏈技術提供借鑒。

　　1 學分與學歷證書管理

　　隨著高等教育國際化與高校國際聯(lián)盟組織發(fā)展，學分互認成為校際、國際間高校文化交流、課程共享的基礎。當前大多數(shù)高校都有自己的學分管理系統(tǒng)，存儲有學生課程記錄。學生個人數(shù)據(jù)僅用于查看或打印完成的課程記錄。學生學術記錄很敏感，并且有復雜的管理規(guī)定，且因為數(shù)據(jù)的標準化，以及存儲、安全性等原因，其它高校幾乎無法直接獲取這些數(shù)據(jù)。如果學生有轉校或訪學需求時，會因系統(tǒng)不能互訪而無法直接證明其學分或學歷證書真?zhèn)?。此外，當學生完成學業(yè)后，如果畢業(yè)證丟失，補辦又是一個復雜過程。建立全球去中心化、可信賴、安全的學分與學歷證書管理平臺具有現(xiàn)實意義。

　　區(qū)塊鏈技術通過運用數(shù)據(jù)加密、時間戳、分布式共識和經濟激勵等手段， 在節(jié)點無需互相信任的分布式系統(tǒng)中實現(xiàn)基于去中心化信用的點對點交易、協(xié)調與協(xié)作[14]，能較好解決信息不對稱問題，有助于實現(xiàn)多個主體之間的協(xié)作信任與一致行動。EduCTX項目是針對歐洲學分轉移和累積系統(tǒng)(簡稱ECTX)面臨的難題，利用區(qū)塊鏈技術為個人、高校、用人單位對學歷證書管理、頒發(fā)和呈現(xiàn)提供的技術平臺，將不同利益相關者聚集在一起，創(chuàng)造一個全球化、高效、精簡和多樣化的環(huán)境，以避免跨國、跨校合作中的語言與行政障礙[15]。以區(qū)塊鏈技術突破組織間邊界，解決高等教育國際化中聯(lián)合授予學位、學生交換項目等難題，推動高校深度合作。

　　2 EduCTX項目分析

　　EduCTX項目建立在分布式對等網(wǎng)絡系統(tǒng)上，以代幣(token)代表學生已完成課程的學分值，構建一個基于區(qū)塊鏈技術的去中心化、分布式、可互操作、統(tǒng)一、易用的學分與學歷證書管理系統(tǒng)。任何組織或個人能夠在此系統(tǒng)核實學歷證書是否合法，以有效減少文本工作，改善高校間溝通，簡化學生學分與學歷證書存儲與管理，加快學分、學歷證書驗證過程，滿足客戶需求。

　　2.1 EduCTX業(yè)務流程與功能模型

　　EduCTX區(qū)塊鏈網(wǎng)絡平臺用戶主體為高校、學生及潛在雇主。對高?；蚱渌M織而言，EduCTX平臺有利于成員組織各種講座、研討會或培訓班，并為參與學生提供數(shù)字證書，能相互共享和驗證其它機構頒發(fā)的證書可信度。對學生而言，該平臺為學生提供一個安全的數(shù)字錢包，能夠輕松地向任何組織或機構證明其所持證書的完整性與合法性。

　　該平臺實現(xiàn)高校成員注冊、資格審查與高校區(qū)塊鏈網(wǎng)絡節(jié)點的聯(lián)通功能;實現(xiàn)學分登記、跨校、跨國轉移功能;實現(xiàn)雇主等第三方組織對學分與學歷證書的真?zhèn)悟炞C功能。如圖1所示，非成員通過平臺提出申請，經其它成員審核后成為正式成員。成員高校各自建立網(wǎng)絡節(jié)點，共同形成EduCTX區(qū)塊鏈網(wǎng)絡。成員高校及師生都可加入該網(wǎng)絡。學生在成員高校注冊后，平臺會分配一個專門的區(qū)塊鏈錢包。學生完成課程后，高校教師將課程對應學分的ECTX代幣轉移到學生區(qū)塊鏈地址。學生只需提供自己的區(qū)塊鏈地址即可在全球范圍內向雇主、高校證明自己已完成的課程、學歷證書。整個過程不存在管理、文字或語言方面的障礙。

　　2.1.1 高校加入EduCTX平臺流程

　　非成員高校通過EduCTX平臺提出申請后，平臺會為其生成區(qū)塊鏈錢包和地址，地址中包含一組公共密鑰和私有密鑰。生成地址后，平臺會自動將申請高校的注冊請求發(fā)送給EduCTX平臺中某個成員高校。成員高校先驗證申請高校官方信息，接著將ECTX代幣轉移到申請高校的區(qū)塊鏈地址中。平臺確認交易后，成員高校通過私有通道向申請高校提出發(fā)送報銷單(Reimbursement)，即ECTX代幣請求。申請高校通過其私人渠道收到成員高校的報銷單請求后，將ECTX代幣轉移到成員高校的區(qū)塊鏈地址，并告知成員高校驗證與申請交易是否存在。如果報銷單數(shù)值不正確，則成員高校終止申請注冊過程。如果正確，成員高校將適當數(shù)量的ECTX代幣傳輸?shù)缴暾埜咝?，并通過EduCTX平臺向申請高校發(fā)送指令幫助其建立區(qū)塊鏈網(wǎng)絡節(jié)點。網(wǎng)絡節(jié)點建立成功后，申請高校正式加入EduCTX區(qū)塊鏈。如果成員高校履職不佳，或不按照協(xié)議使用相應權限，則成員高?？梢酝镀背蜂N其資格，并將其分配給新的或現(xiàn)有成員高校，以確保所建立的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡安全和可信任。

　　2.1.2 學生注冊流程

　　學生注冊時，平臺為學生分配一個ID并生成一個新區(qū)塊鏈地址，地址包含公共密鑰和私有密鑰，并分配一個2-2多重簽名區(qū)塊鏈地址，里面存儲發(fā)送者-發(fā)送學分高校名稱、接收者-匿名出現(xiàn)的學生、代幣-課程學分值、課程名稱等信息。該多重簽名區(qū)塊鏈地址與學生ID存儲在成員高校數(shù)據(jù)庫中。高校將ECTX代幣轉移到學生2-2多重簽名區(qū)塊鏈地址中，并通過高校的私人通道為學生提供區(qū)塊鏈多重簽名錢包設置所需信息，具體包括設置EduCTX區(qū)塊鏈錢包說明、含有學生公共密鑰和私有密鑰的區(qū)塊鏈地址、學生所在高校的公共密鑰、兌換腳本(Redeem script)等，學生依此信息建立自己的區(qū)塊鏈錢包，用本人公共密鑰和組織公共密鑰設置2-2多重簽名區(qū)塊鏈地址，并生成和簽署ECTX代幣傳遞到所在高校區(qū)塊鏈地址。高校使用私有密鑰簽署交易，確認該生已成功創(chuàng)建錢包。

　　2.1.3 學分登記流程

　　考試結束后，教師即可確認并發(fā)布考試結果。教師或高校管理辦公室找到學生區(qū)塊鏈地址，根據(jù)課程對應學分使用區(qū)塊鏈錢包將適當數(shù)量的ECTX代幣轉移到學生的2-2多重簽名區(qū)塊鏈地址。其結果存儲在學校區(qū)塊鏈節(jié)點中心數(shù)據(jù)庫中，同時在中心數(shù)據(jù)庫做備份。

　　2.1.4 第三方組織驗證學生學分記錄流程

　　學生發(fā)送自己的區(qū)塊鏈地址和兌換腳本給驗證者，驗證課程學分或學歷證書真?zhèn)巍＝M織檢查兌換腳本以驗證學生的區(qū)塊鏈地址，并使用區(qū)塊鏈平臺訪問區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)，檢查2-2多重簽名地址中ECTX代幣數(shù)量。之后通過私人通道要求學生使用私有密鑰簽署一條消息以驗證身份，如果簽名消息通過驗證則確認ECTX代幣屬于該學生。

　　2.2 EduCTX平臺技術架構

　　2.2.1 基于ARK技術構建開放式聯(lián)盟式EduCTX區(qū)塊鏈

　　區(qū)塊鏈有公共型、私有型、聯(lián)盟型，EduCTX項目基于ARK，采用DPoS共識機制構建兼具公共與聯(lián)盟特征的教育區(qū)塊鏈。ARK不僅是一種加密貨幣，還是一個區(qū)塊鏈大規(guī)模應用生態(tài)系統(tǒng)，能將各種原本競爭的高校區(qū)塊鏈網(wǎng)絡節(jié)點連接起來，實現(xiàn)各區(qū)塊鏈之間的互操作。此外，ARK開放、靈活，提供12種以上適合不同客戶開發(fā)的編程語言，方便各種私有區(qū)塊鏈網(wǎng)絡節(jié)點加入該平臺，提升區(qū)塊鏈技術及其客戶端應用程序的可用性[16]。EduCTX平臺更改DPoS的共識參數(shù)，將ARK區(qū)塊鏈調整為聯(lián)合型區(qū)塊鏈。該技術能保證高校在加入?yún)^(qū)塊鏈聯(lián)盟系統(tǒng)時保持相對獨立性，更好地吸引高校加入EduCTX項目。

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