基于区块链技术的高校信息化管理的应用研究

（苏州大学，数据资源与信息化建设管理处，江苏苏州市，215000） 张 鹏 赵永杰 王 刚

高校信息化管理是使教育质量得到进一步提升的重要手段。依照教育部颁布的相关教育文件的要求中提出，要建立覆盖各级教育行政部、国内诸多高校和相关的教育机构的教育管理系统，实现教育数据信息及国内相关信息数据的相互联通。如果将当前学生的信息管理过程中的数据分类为块，那么将在物理空间中形成人、物、物总和，集成管理块数据与快链接，从而实现整体和个人的协同发展。本文将以教育资源平台设计为设计背景，重点介绍资源平的总体设计与平台功能的设计，希望能为大家提供一定的参考。

1 教育资源平台设计

1.1 平台总体架构设计

本资源系统上的前端交互和下层的以太坊区块链、IPFS之间的对接是通过采用智能协议、Web3.js 来完成的，而区块链系统中各个节点之间一致性的实现则是通过权威证明共识体系来完成的，而由于网络内的新区块由可信签名者所生成，这就不再需要通过算力挖矿。WEB 交换层是为了帮助服务平台和教育资源平台之间实现互动设计，它为服务应用创建了一个包含教育资源平台的主要功能模块和内容的可视化操作界面，而服务用户的操作请求可将数据采用智能协议转换成虚拟数据和交易的方式，然后传递和保存在底层的以太坊区块链中。在本文设想的教育资源平台中，智能协议层的主要功能是为使用者创造一种绝对可信的、完全公开的、没有第三者介入的信息交换途径，它是使用标准Solidity编程语言来进行编写开发的，并对相应的数据结构以及各种计算逻辑加以定义。智能协议层和信息管理者之间的信息交换主要是通过RPC技术来进行，信息将被其以转换成交易数据的方式记载在以太坊区块链上，并由此来满足了信息管理层中对信息的追加、检索等功能。

1.2 平台总体工作流程设计

高校的教师既是教育资源的产生者，同样又是资源版权的拥有者，在高等院校教师的教学资源制作出来后将其内容进行保密，然后生成密文并传到星际文件系统之中。星际文件系统会根据这个教育资源数据算出相关文件的唯一哈希值并将数据反馈给资源创作者，随后资源创作者将此哈希值以及其他资源属性数据上传给资源平台。资源平台使用已建设好的智能协议将这些数据以交易的方式保存到以太坊区块链中并加盖时间戳，为日后的资源所有权纠纷奠定基础。

资源成功上传给平台之后，学生使用者就能够直接从平台上获取该资源。而当学生使用者成功进行资源购买之后，就能得到该资源的哈希值，之后可以利用哈希从星际文件系统上检索到该资源文件，在下载下来之后可以利用密钥解密软件来获取资源。教育资源文档进行加密后再上传给星际文件系统，就能够分布式永久保存该资源文档。而教育资源创建者与学生使用者之间的信息交换则是由系统的智能协议来自动实现的，使得教育平台上的资源可以更加透明化、自动地实现信息流转。

1.3 平台功能模块设计

1.3.1 平台用户权限管理设计

本资源平台的主体用户为高校学生、教师、学校管理者，资源平台对不同资格的用户将授予不同的权利。对于高校优质资源网站的学生用户来说，其拥有登录、资源检索、资源订购、资源下载等多种使用权；针对高校教师用户，其拥有资料上传、数据检索、信息撤回、数据所有权查询等使用功能；对于高校的管理者来说，他们具有拥有教师与学生用户的所有权限。

1.3.2 教育资源发布模块设计

将资源内容上传到星际文件系统网站上并进行保存，能够有效避免中心化的资源资料的易损失、易复制以及易篡改。因此在本平台资源开发流程中，作为资源创造者的高校教师，必须先把已经制作完成的资源内容上传到IPFS平台中，之后再在资源网站中准确填写资源的有关数据，并把资源内容公布在网络平台中。在资源上传过程中由于需要对智能协议进行调整，需要耗费极小量的燃料成本（Gas)。所以，教师发布资源前也必须确定其账户的金额要超过合约调用的Gas，不然将会造成资源提交不顺利的现象。

1.3.3 教育资源版权保护模块设计

本模块主要运用了区块链技术开放透明、数据信息上链并添加时间戳、可溯源等一系列的区块链特征来对平台上的教育资源版权问题加以维护。首先，高校教师使用者可以将原创的教学资源信息经过加密后，上传给IPFS 并获取唯一的哈希值，而该哈希值和教育资源中的其他信息等元数据会被包装为区块加入到区块链网络系统中并添加时间戳，而这个数据块也因而具备了独立性和防篡改的特性。而即使相关数据信息被不断地转发，其内容的完整性和一致性也并没有被损害，从而对教学资源创建者的资源版权也实现了保护。

2 教育资源平台实现

2.1 实验环境

采用区块链技术的中国高校优质教学资源网络平台研发环境为：运行系统Windows 10，存储器8GB，数据处理器为Intel Core i5-8250U。为实现对本网络平台的快速研究、试验，并将重点精力放到对去中心化的理解以及去中心化应用的逻辑研究上，本平台采用了以太坊节点的模拟仿真器Ganache 来模拟仿真区块链节点。使用Ganache 能够模仿并实现真正的以太坊区块链网络技术的所有功用，同时开发人员还能够透过将智能协议经过开发编译后将其在Ganache 上部署并试验，会获得更快速有效的回报，从而提高了研发效果。

2.2 实验结果

本文主要实现了对基于区块链技术的高校优质资源网络平台的构建和研究，作者通过建设的资源网络平台完成了对资源的分布式网络结构下的数据共享与版权保护。上链保存的资源数据信息，能够为后期资源的版权确权工作奠定基础，从而较好地保障了资源创造者的知识产权，使资源创造者不再担忧权利被侵犯问题，从而提升了资源创造者的创作热情。

3 结语

综上所述，在区块链科技进步和创新发展的今天，它为中国高校教学的改革提供了契机。本文将选用以太坊区块链平台为基本的科技研发平台，以作为部署大学联盟区块链科技与智慧协议的重要工作条件。随后，在之前的技术基础上引入了IPFS、Node.js、WEB3.js 等新科技并与之融合，从大数据管理层、智能协议层、web交换层三个维度来对中国高校优质教学资源系统的总体框架进行了搭建，并同时介绍了系统的基本运行过程以及具体的细节设置的细节内容，完成了对教学资源系统的分布式数据获取与版权保护工作，为今后“区块链+教育”的探索提供强有力的依据保障。