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区块链是当前世界上最热的话题之一。区块链从技术构想走入现实，已日益显现出赋能产业革新和助推经济建设的强大动力。目前，区块链技术应用已延伸到数字金融、物联网、智能制造、供应链管理、数字资产交易等多个领域，全球正在跑步进入“区块链经济时代”。教育领域中区块链应用的最大挑战是如何利用区块链技术把每个人的生活、学习过程以区块链方式记录下来，这不仅有利于解决教育和求职过程中的信任问题，也会大大提高教育过程中的效率。
一、区块链概述
区块链（Blockchain）是指通过去中心化和去信任的方式集体维护一个可靠数据库的技术方案。区块链采用基于协商一致的机制，使整个系统中的所有节点能在去中心化和去信任的环境自由安全地交换数据、记录数据、更新数据，任何人为的干预都不起作用。通俗一点说，区块链技术就指一种全民参与记账的方式。所有的系统背后都有一个数据库，你可以把数据库看成是一个大账本。那么谁来记这个账本就变得很重要。目前就是谁的系统谁来记账，微信的账本就是腾讯在记，淘宝的账本就是阿里巴巴在记。在目前的情况下两个互不认识的人达成协作是很难的，一般都要依靠第三方。比如支付行为，任何一种转账，都必须要有银行或是支付宝、微信这样的机构存在。假设你要给你朋友微信转一笔钱，你朋友说没收到，如果没有区块链，碰巧微信中心数据出了问题也查不到记录，除非我们能看到你们俩的转帐记录，不然没人能还你清白。但是有了区块链之后，假如你要给朋友转一笔钱，你首先得发起一个转账请求，创建一个新的区块，然后这个区块会被通知到网络里的其他人，他们验证同意后就被添加到主链上，而这条链拥有永久性和透明可查的交易记录，全球一本账，谁都可以查找。所有人共同记账，单枪匹马是无法篡改，通过区块链技术，在没有任何中介机构参与的情况下，可以完成双方互信的转账行为。在区块链系统中，系统中的每个人都可以有机会参与记账。在一定时间段内如果有任何数据变化，系统中每个人都可以来进行记账，系统会评判这段时间内记账最快最好的人，把他记录的内容写到账本，并将这段时间内账本内容发给系统内所有的其他人进行备份。这样系统中的每个人都有了一本完整的账本，这种方式就被称为区块链技术。这是区块链的优势之一。其次，去中心化，任何单一账本损坏，系统仍然可以正常工作。同时，区块链也相当于一份智能化信任，用技术的智能合约来保证信任。区块链技术能够获得极大地安全性。第一，没有中央大账本，无法摧毁。每个节点都是系统的一部分，每个节点权利相等，都有一模一样的账本。摧毁部分节点对系统没有影响。第二，无法造假，除非能控制系统内大多数人的电脑都进行修改，否则系统会参照多数人的意见来决定什么才是真实结果，结果会发现修改自己的账本完全没有意义，因为其他人不会承认。第三，由于没有中心化的中介机构存在，让所有的东西都通过预先设定的程序自动运行，不仅能够大大降低成本，也能提高效率。并且由于每个人都有相同的账本，能确保账本记录过程是公开透明的，提供神奇的区块链安全性，降低错误率以及其他诈骗行为。
二、区块链的发展
区块链技术是具有普适性的底层技术框架，可以为金融、经济、科技甚至政治等各领域带来深刻变革。但区块链技术目前还存在不少技术瓶颈，妨碍了各行各业的“区块链+”的实现。按照目前区块链技术的发展脉络，可分为四个阶段。第一阶段：区块链1.0版本——数字货币。典型特征包括：以区块为单位的链状数据块结构、全网共享账本、非对称加密、 源代码开源。典型案例-比特币。 第二阶段：区块链2.0版本——智能合约。典型特征包括： 智能合约，区块链系统中的应用，是已编码的、可自动运行的业务逻辑，通常有自己的代币和专用开发语言;DAPP，包含用户界面的应用，包括但不限于各种加密货币，如以太钱包;虚拟机，用于执行智能合约编译后的代码，虚拟机是图灵完备的。典型案例——以太坊。第三阶段：区块链3.0版本——可编程服务于社会。区块链3.0是价值互联网的内核。区块链能够对于每一个互联网中 代表价值的信息和字节进行产权确认、计量和存储，从而实现资产在区块链上可被追踪、控制和交易。区块链3.0主要应用在社会治理领域，包括了身份认证、公证、仲裁、审计、域名、物 流、医疗、邮件、签证、投票等领域，应用范围扩大到了整个社会，区块链技术有可能成为“万物互联”的一种最底层的协议。典型案例-EOS嵌入式操作系统（EmbeddedOperationSystem，EOS）。第四阶段：区块链4.0版本——区块链+人工智能，区块链可以在金融行业之外的各种应用场景落地，已经能够满足更加复杂的商业逻辑，在政府、健康、科学、教育、文化艺术方面和“区块链+人工智能”方面有所应用，不再依赖从第三方或者某些机构获取信任和建立信用，达到提高整体系统的工作效率的目标。现实物理世界与利用区块链技术搭建的虚拟数字世界能够一一对应，能够进行资产交互。通过技术将物流、信息流、资金流贯通，获得区块链线上收到交易款，物理世界线下收到货物的交易效果。区块链4.0时代被称为“物理世界与虚拟世界长期互促并存的新世界”。
三、教育领域中区块链应用研究
早在2016年10月，工信部颁布《中国区块链技术和应用发展白皮书》就指出“区块链系统的透明化、数据不可篡改等特征，完全适用于学生征信管理、升学就业、学术、资质证明、产学合作等方面，对教育就业的健康发展具有重要的價值”。如果以学校的用户需求为导向，在现有教育云的基础上加入区块链技术，构建区块链技术应用支撑平台，以平台为基础构建教育区块链平台，提供教育应用服务，让教育更具自适应性、灵活性和广泛性。第一，把学生作为观测对象，将培养过程中的各项可观测指标放入系统，从而直观地看到学生的学习时间和内容。第二，把教师作为观测对象，分别在教学、科研、社会服务等方面寻找观测指标，构成良好评价理论系统。第三，把学校作为观测对象，将学校相关的建设数据输入系统，得到客观的等级评分。同时，每个学校也可以通过观察数据差别，发现自身的不足。
基于区块链技术的教育平台的具体实现，有不同技术实现的方案，大体包括几部分，第一部分是共识机制的确立，各个节点之间用什么样的共识机制去确立权力，确定分工;第二部分是通过什么样协议进行沟通;第三部分是数据标准规范的制定和数据以什么样的方式进行整合。我们提出以下的解决思路：以现有的分布式云架构为依托，由教育云数据中心提供计算、存储、网络等基础IT资源，从虚拟化、大数据、管理几个层面进行创新，同时保持开放和多厂商兼容。在区块链技术类型的选择上，以联盟链作为支持分布式教育的基础组件，以满足分布式教育中的多方对等合作与合规有序发展要求。在这个架构下，通过区块链技术支撑平台创建教育区块链，应用到不同的教育业务场景来构建区块链技术教育平台，这样可以打通整个国家的教育数据资源，真正做到优质教育资源的全共享，打破教育资源不均衡，进而更能适应网络社会和网络学习者的需求，扩大优质教育覆盖面，促进教育开放和公信，为学生提供相对平等的受教育的机会和条件，确保人人都享有平等的受教育的权利和义务。
一、区块链概述
区块链（Blockchain）是指通过去中心化和去信任的方式集体维护一个可靠数据库的技术方案。区块链采用基于协商一致的机制，使整个系统中的所有节点能在去中心化和去信任的环境自由安全地交换数据、记录数据、更新数据，任何人为的干预都不起作用。通俗一点说，区块链技术就指一种全民参与记账的方式。所有的系统背后都有一个数据库，你可以把数据库看成是一个大账本。那么谁来记这个账本就变得很重要。目前就是谁的系统谁来记账，微信的账本就是腾讯在记，淘宝的账本就是阿里巴巴在记。在目前的情况下两个互不认识的人达成协作是很难的，一般都要依靠第三方。比如支付行为，任何一种转账，都必须要有银行或是支付宝、微信这样的机构存在。假设你要给你朋友微信转一笔钱，你朋友说没收到，如果没有区块链，碰巧微信中心数据出了问题也查不到记录，除非我们能看到你们俩的转帐记录，不然没人能还你清白。但是有了区块链之后，假如你要给朋友转一笔钱，你首先得发起一个转账请求，创建一个新的区块，然后这个区块会被通知到网络里的其他人，他们验证同意后就被添加到主链上，而这条链拥有永久性和透明可查的交易记录，全球一本账，谁都可以查找。所有人共同记账，单枪匹马是无法篡改，通过区块链技术，在没有任何中介机构参与的情况下，可以完成双方互信的转账行为。在区块链系统中，系统中的每个人都可以有机会参与记账。在一定时间段内如果有任何数据变化，系统中每个人都可以来进行记账，系统会评判这段时间内记账最快最好的人，把他记录的内容写到账本，并将这段时间内账本内容发给系统内所有的其他人进行备份。这样系统中的每个人都有了一本完整的账本，这种方式就被称为区块链技术。这是区块链的优势之一。其次，去中心化，任何单一账本损坏，系统仍然可以正常工作。同时，区块链也相当于一份智能化信任，用技术的智能合约来保证信任。区块链技术能够获得极大地安全性。第一，没有中央大账本，无法摧毁。每个节点都是系统的一部分，每个节点权利相等，都有一模一样的账本。摧毁部分节点对系统没有影响。第二，无法造假，除非能控制系统内大多数人的电脑都进行修改，否则系统会参照多数人的意见来决定什么才是真实结果，结果会发现修改自己的账本完全没有意义，因为其他人不会承认。第三，由于没有中心化的中介机构存在，让所有的东西都通过预先设定的程序自动运行，不仅能够大大降低成本，也能提高效率。并且由于每个人都有相同的账本，能确保账本记录过程是公开透明的，提供神奇的区块链安全性，降低错误率以及其他诈骗行为。
二、区块链的发展
区块链技术是具有普适性的底层技术框架，可以为金融、经济、科技甚至政治等各领域带来深刻变革。但区块链技术目前还存在不少技术瓶颈，妨碍了各行各业的“区块链+”的实现。按照目前区块链技术的发展脉络，可分为四个阶段。第一阶段：区块链1.0版本——数字货币。典型特征包括：以区块为单位的链状数据块结构、全网共享账本、非对称加密、 源代码开源。典型案例-比特币。 第二阶段：区块链2.0版本——智能合约。典型特征包括： 智能合约，区块链系统中的应用，是已编码的、可自动运行的业务逻辑，通常有自己的代币和专用开发语言;DAPP，包含用户界面的应用，包括但不限于各种加密货币，如以太钱包;虚拟机，用于执行智能合约编译后的代码，虚拟机是图灵完备的。典型案例——以太坊。第三阶段：区块链3.0版本——可编程服务于社会。区块链3.0是价值互联网的内核。区块链能够对于每一个互联网中 代表价值的信息和字节进行产权确认、计量和存储，从而实现资产在区块链上可被追踪、控制和交易。区块链3.0主要应用在社会治理领域，包括了身份认证、公证、仲裁、审计、域名、物 流、医疗、邮件、签证、投票等领域，应用范围扩大到了整个社会，区块链技术有可能成为“万物互联”的一种最底层的协议。典型案例-EOS嵌入式操作系统（EmbeddedOperationSystem，EOS）。第四阶段：区块链4.0版本——区块链+人工智能，区块链可以在金融行业之外的各种应用场景落地，已经能够满足更加复杂的商业逻辑，在政府、健康、科学、教育、文化艺术方面和“区块链+人工智能”方面有所应用，不再依赖从第三方或者某些机构获取信任和建立信用，达到提高整体系统的工作效率的目标。现实物理世界与利用区块链技术搭建的虚拟数字世界能够一一对应，能够进行资产交互。通过技术将物流、信息流、资金流贯通，获得区块链线上收到交易款，物理世界线下收到货物的交易效果。区块链4.0时代被称为“物理世界与虚拟世界长期互促并存的新世界”。
三、教育领域中区块链应用研究
早在2016年10月，工信部颁布《中国区块链技术和应用发展白皮书》就指出“区块链系统的透明化、数据不可篡改等特征，完全适用于学生征信管理、升学就业、学术、资质证明、产学合作等方面，对教育就业的健康发展具有重要的價值”。如果以学校的用户需求为导向，在现有教育云的基础上加入区块链技术，构建区块链技术应用支撑平台，以平台为基础构建教育区块链平台，提供教育应用服务，让教育更具自适应性、灵活性和广泛性。第一，把学生作为观测对象，将培养过程中的各项可观测指标放入系统，从而直观地看到学生的学习时间和内容。第二，把教师作为观测对象，分别在教学、科研、社会服务等方面寻找观测指标，构成良好评价理论系统。第三，把学校作为观测对象，将学校相关的建设数据输入系统，得到客观的等级评分。同时，每个学校也可以通过观察数据差别，发现自身的不足。
基于区块链技术的教育平台的具体实现，有不同技术实现的方案，大体包括几部分，第一部分是共识机制的确立，各个节点之间用什么样的共识机制去确立权力，确定分工;第二部分是通过什么样协议进行沟通;第三部分是数据标准规范的制定和数据以什么样的方式进行整合。我们提出以下的解决思路：以现有的分布式云架构为依托，由教育云数据中心提供计算、存储、网络等基础IT资源，从虚拟化、大数据、管理几个层面进行创新，同时保持开放和多厂商兼容。在区块链技术类型的选择上，以联盟链作为支持分布式教育的基础组件，以满足分布式教育中的多方对等合作与合规有序发展要求。在这个架构下，通过区块链技术支撑平台创建教育区块链，应用到不同的教育业务场景来构建区块链技术教育平台，这样可以打通整个国家的教育数据资源，真正做到优质教育资源的全共享，打破教育资源不均衡，进而更能适应网络社会和网络学习者的需求，扩大优质教育覆盖面，促进教育开放和公信，为学生提供相对平等的受教育的机会和条件，确保人人都享有平等的受教育的权利和义务。