李鳳英
(上海交通大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院,上海 200240)
關(guān)于學(xué)習(xí)環(huán)境以及網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的研究,一直是教育研究的熱點之一。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,大數(shù)據(jù)支撐的社會化網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)模式,已成為人們學(xué)習(xí)、探索知識的重要方式,一些新的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間(Learning Cyber Space)為學(xué)習(xí)者提供了隨時隨地的泛在、自主的學(xué)習(xí)機會。但是,任何新事物的發(fā)展都是一把雙刃劍,網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間在為當(dāng)今教育帶來了強大服務(wù)功能與學(xué)習(xí)便利的同時,其自身管理也給人們帶來了巨大挑戰(zhàn)。一方面,學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的過度使用、不當(dāng)關(guān)聯(lián)和挖掘以及黑客、病毒的攻擊等,都在對教育大數(shù)據(jù)安全、知識版權(quán)、學(xué)習(xí)用戶隱私以及網(wǎng)絡(luò)中的相關(guān)機密等,帶來潛在的危險甚至侵害;另一方面,數(shù)據(jù)的過度保護會影響學(xué)習(xí)資源的共享和傳播。數(shù)據(jù)的開放與隱私保護在應(yīng)用過程中常常發(fā)生矛盾:人們既要得到快捷的知識共享,又想獲得版權(quán)保護;既要保護自身隱私不受侵犯,又想獲得有效身份認證。近年來的應(yīng)用與發(fā)展證明,無論是數(shù)據(jù)的過度使用還是過度保護,二者割裂的結(jié)果,都會影響知識的繼承和傳播,甚至阻礙社會科技的進步。
2014年,美國政府接連發(fā)布了兩篇“公共政策報告”,號召人們不應(yīng)該減緩數(shù)據(jù)積累的速度,也不應(yīng)該為數(shù)據(jù)的使用設(shè)置障礙,應(yīng)該持續(xù)推動滿足隱私安全的信息交換和流動[1-2]。研究者們也已經(jīng)認識到這一點,先后提出了一些解決方案,但目前相關(guān)研究還不成熟,尚無突破性進展。具體對于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間而言,如何在保護學(xué)習(xí)者隱私、知識產(chǎn)權(quán)以及其他重要價值的前提下,讓信息和知識等學(xué)習(xí)資源不受阻礙、高效地聚合、碰撞、分享、傳播和應(yīng)用,是一個極其重要而又亟待研究的問題。
國際上關(guān)于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的研究始于2003年,美國學(xué)者布朗(Malcolm B.Brown)提出,學(xué)習(xí)空間涵蓋學(xué)習(xí)出現(xiàn)的所有地方,既包括真實空間,也包括虛擬空間;它具有兩個特性:學(xué)習(xí)支持性和廣泛存在性,其中,廣泛存在性強調(diào)學(xué)習(xí)空間的虛實結(jié)合[3]。布朗對學(xué)習(xí)空間虛擬性的相關(guān)描述,可以看作網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間研究的開端。2006年,美國高等教育信息化組織出版了由奧布林格(Diana G.Oblinger)主編的《學(xué)習(xí)空間》(Learning Space)一書,自此,關(guān)于學(xué)習(xí)空間的研究迅速增多[4]。2011年,美國北卡羅來納大學(xué)主辦了一本專門研究學(xué)習(xí)空間的期刊 《學(xué)習(xí)空間雜志》(Journal of Learning Space),標(biāo)志著這一方面研究獲得了廣泛的關(guān)注。
我國關(guān)于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的研究和實踐,起步并不比國外晚。早在2000年,我國學(xué)者王廣新就對網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的內(nèi)涵及其特征進行了表述[5]。而網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的相關(guān)實踐,可以追溯到上世紀(jì)80年代的廣播電視大學(xué);進入21世紀(jì)以來,以清華教育在線、Blackboard、Moodle等為代表的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺,得到廣泛的應(yīng)用[6]。伴隨著國家《教育信息化“十三五”規(guī)劃》的頒布與實施,網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的建設(shè)與應(yīng)用,越來越受到人們的關(guān)注和重視。
但是,相關(guān)的研究有些滯后于實踐發(fā)展。比如,對于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的內(nèi)涵,學(xué)術(shù)界至今尚未有統(tǒng)一的界定。2018年4月,教育部在頒布的《網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間建設(shè)與應(yīng)用指南》中指出,“網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間”是由教育主管部門或?qū)W校認定的,融資源、服務(wù)、數(shù)據(jù)為一體,支持共享、交互、創(chuàng)新的實名制網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)場所[7]。我們認為,網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間是基于互聯(lián)網(wǎng)的,利用IT、網(wǎng)絡(luò)通訊和數(shù)字媒體等技術(shù)實現(xiàn)的,聚合了眾多學(xué)習(xí)資源的一種虛擬學(xué)習(xí)場所。
網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的發(fā)展,在我國大致分為三個階段:資源網(wǎng)絡(luò)化存儲與共享階段、資源再生與智力共享階段、資源與服務(wù)個性化階段[8]。而網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間管理的相關(guān)研究,主要沿著兩條脈絡(luò)——學(xué)習(xí)資源共享使用和“教與學(xué)”數(shù)據(jù)安全保護兩方面,不斷發(fā)展。
資源共享使用方面的研究主題,多為網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的教與學(xué)管理、結(jié)構(gòu)和功能優(yōu)化、知識共享與效率提高、教學(xué)評估與學(xué)習(xí)分析評價等。例如,余勝泉、何克抗提出了基于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和教務(wù)管理系統(tǒng)[9];張榮等基于動態(tài)任務(wù)空間分析,提出了網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的協(xié)同學(xué)習(xí)管理模型,旨在促進學(xué)習(xí)者間的信息交流、知識共享和個性化指導(dǎo)[10];王月瑤利用層次分析法等多種研究方法,對教師網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間評價指標(biāo)體系的構(gòu)建進行了研究[11];張立新等基于分布式認知理論,分析了網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間中的學(xué)習(xí)活動過程,從搭建有效的社會互動平臺、創(chuàng)建知識創(chuàng)生有效路徑以及為學(xué)習(xí)者提供工具沉浸型學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)三個方面,研究了個人網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間中保障學(xué)習(xí)有效進行的基本路徑[12];賴群英等分析了教師個人網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間知識共享的影響因素,提出了促進教師個人網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間知識共享的策略[13];閆旭基于數(shù)據(jù)挖掘和分析技術(shù),構(gòu)建了學(xué)習(xí)需求層級塔,以實現(xiàn)智能答疑、資源推薦和輿情管理[14]。這些研究不斷拓展與深化著網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間管理的研究內(nèi)涵與理論基礎(chǔ)。
數(shù)據(jù)安全保護方面的研究主題,主要為網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的數(shù)據(jù)安全、隱私保護、身份認證、知識產(chǎn)權(quán)保護、對抗黑客與病毒攻擊等。王云基于PKI(Public Key Infrastructure,公鑰基礎(chǔ)設(shè)施),設(shè)計了遠程教育數(shù)據(jù)安全管理系統(tǒng)[15];唐明偉基于MD5分組變序的動態(tài)技術(shù),設(shè)計了遠程教育的身份認證方案[16];李鳳英等基于大數(shù)據(jù)分析,提出了基于門限代理簽名的虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)安全管理策略[17];張鳳通過學(xué)生行為特征信息以及各行為特征之間的關(guān)聯(lián)分析,設(shè)計了基于k叉樹的校園網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的差分隱私保護方案[18]。這些研究從不同側(cè)面,為我們開展網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間管理,提供了一定的理論與實踐依據(jù)。但在網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)迅猛發(fā)展、大數(shù)據(jù)應(yīng)用越來越普遍的今天,我們依然無法有效解決諸如網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)安全等問題,為此,需要探索新的方法與技術(shù)手段。
我們通過上述文獻梳理和研究發(fā)現(xiàn),目前網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間管理的研究現(xiàn)狀是:(1)對網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間學(xué)習(xí)資源共享的研究居多,對數(shù)據(jù)安全保護的研究居少,對二者同時兼顧的研究則更少;(2)基本沿著資源共享使用及其功效提高和數(shù)據(jù)安全保護這兩條“研究平行線”路徑,似乎“井水不犯河水”,或者數(shù)據(jù)共享研究或者數(shù)據(jù)保護研究,矛越來越鋒利,盾也越來越堅厚,但大部分研究卻把二者人為割裂了開來;(3)多數(shù)研究集中于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的功能或使用價值,卻忽視了這對矛盾的平衡發(fā)展,沒有充分認識到:在現(xiàn)實中,這對矛盾不僅是對立、同時也是統(tǒng)一的。
我們認為,要破解這種矛盾的路徑,需要新思維、新技術(shù)。近年來,新興的區(qū)塊鏈(BlockChain)技術(shù),由于其擁有分布式、去中心化、不可逆改和匿名的技術(shù)屬性,能夠較好地解決網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的數(shù)據(jù)使用和保護這一矛盾。借助該技術(shù),可使整個網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間系統(tǒng)能夠在去信任的環(huán)境下,較好地實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換、信息流通和自治管理。目前,關(guān)于區(qū)塊鏈融入網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的應(yīng)用和研究并不多,一些研究主要集中于學(xué)習(xí)服務(wù)和支持上。如,方海光等人基于區(qū)塊鏈技術(shù),進行了面向大規(guī)模學(xué)習(xí)服務(wù)系統(tǒng)的智慧學(xué)習(xí)機器人研究[19];李青開展了區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于學(xué)習(xí)記錄、學(xué)分銀行服務(wù)和可信證書體系的研究[20]。上述研究從學(xué)習(xí)服務(wù)和支持的角度,對區(qū)塊鏈在教育中的應(yīng)用做了重要探索。但區(qū)塊鏈如何應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間,如何解決拓展性和效率等新的問題,還需要進一步的探索。
基于此,不同于以往的研究思路,我們從學(xué)習(xí)資源共享、數(shù)據(jù)安全保護以及拓展功效這三者需要達到平衡,這樣一個新視角切入,來分析、研究網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間中共享和保護的平衡。我們認為,區(qū)塊鏈之所以能夠服務(wù)于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間,是因為區(qū)塊鏈技術(shù)可為網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間管理提供關(guān)鍵支撐,能夠滿足網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的功能需求,其融入網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的途徑,如圖1所示。
圖1 區(qū)塊鏈技術(shù)融入網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的途徑
網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間通過教育資源的開放能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的自主性、個性化、高效性,從而促進教育公平,它具有共享性、開放性、去中心化、聯(lián)通性、群體協(xié)作性等特點。網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間彰顯優(yōu)勢的前提,是它必須借助于一定的技術(shù)或辦法來支撐和實現(xiàn)。盡管數(shù)字知識資源的共享有利于信息、知識的整合和傳播,促進了人類文明和文化的進步,但目前許多專業(yè)網(wǎng)站拒絕向公眾公開某些數(shù)據(jù),也不允許第三方采集或截取他們網(wǎng)站上的任何內(nèi)容。與此同時,諸多私密性學(xué)習(xí)數(shù)據(jù),面臨竊聽、竊取、篡改、假冒、抵賴的威脅以及認證方面的困難。比如,學(xué)習(xí)者規(guī)模和學(xué)習(xí)資源數(shù)據(jù)過大,會造成學(xué)習(xí)空間管理的滯后;網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的開放性,可能造成重要數(shù)據(jù)的泄密和侵權(quán)行為的發(fā)生;分布式去中心的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu),或許會造成認證的困難;學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的多元交互,將影響學(xué)習(xí)效率和聯(lián)通性能等。
上述網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間應(yīng)用與發(fā)展過程中存在的“痛點”,迫切需要我們尋找一個安全可靠、共享開放,而又高效拓展的新技術(shù)來支撐或解決,區(qū)塊鏈技術(shù)所具有的特點,成為解決這些問題的一把鑰匙。
區(qū)塊鏈整合了計算機、數(shù)學(xué)和經(jīng)濟管理等多學(xué)科研究領(lǐng)域的成果,主要融合了分布式存儲、密碼學(xué)技術(shù)、共識機制、智能合約等四類關(guān)鍵技術(shù)。其具有如下功能特點:(1)開放性。一是任何人都可以加入?yún)^(qū)塊鏈,進行數(shù)據(jù)記錄和操作;二是除了交易者的隱私信息被加密外,任何人都可以通過公開的數(shù)據(jù)接口獲取所有信息,進行數(shù)據(jù)查詢、追溯和審查。(2)共享性。區(qū)塊鏈能夠?qū)崿F(xiàn)全網(wǎng)數(shù)據(jù)的分布式共享和完整備份,所有參與者在得到全網(wǎng)數(shù)據(jù)共享的同時,能夠利用資源開發(fā)相關(guān)應(yīng)用。(3)去中心化。各節(jié)點不需要可信的第三方,就能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的驗證、記賬、存儲、更新和傳輸?shù)?。?)聯(lián)通性。區(qū)塊鏈上的各節(jié)點不論是否在同一平臺和組織,均能保持聯(lián)通性。比如,微博與中國版權(quán)中心合作引用的數(shù)字版權(quán)保護體系,就是區(qū)塊鏈聯(lián)通性的體現(xiàn)。(5)協(xié)作性。區(qū)塊鏈上的所有節(jié)點共同維護數(shù)據(jù)。(6)安全性。在可靠性方面,數(shù)據(jù)一旦經(jīng)過驗證并添加至區(qū)塊鏈后,就會得到永久存儲,不可篡改;在可信性方面,在系統(tǒng)指定的共識信任協(xié)議范圍內(nèi),節(jié)點之間無需通過可信中心機構(gòu)進行數(shù)據(jù)交換,也不會被其他節(jié)點欺騙;在保密性方面,每個節(jié)點匿名參與,無需公開身份,從而進一步保障了參與方的隱私。
可見,區(qū)塊鏈技術(shù)的融入,能夠滿足網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的開放、共享、去中心、聯(lián)通、協(xié)作和安全等多方面的功能需求,成為保障網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間有效應(yīng)用、管理的一把鑰匙。事實上,作為一種新型的、去中心化的分布式賬本技術(shù),區(qū)塊鏈在醫(yī)療服務(wù)、金融、產(chǎn)品供應(yīng)鏈等諸多行業(yè)已經(jīng)不斷得到應(yīng)用。
目前,網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的數(shù)據(jù)存儲方式多為集中存儲在本地,或者依托幾個大型平臺的云存儲,比如,MOOC云課堂。這種集中式的數(shù)據(jù)中心管理平臺,對學(xué)習(xí)者的個人信息以及學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)交換過程都集中進行存儲管理,不僅效率低下,而且存儲在中心化服務(wù)商中的個人信息和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù),也會面臨著被攻擊、濫用和泄露的危險。近年來,世界各地發(fā)生過多起數(shù)據(jù)庫服務(wù)中心的用戶隱私泄露、攻擊事件。應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù),能夠?qū)?shù)據(jù)和計算分布到世界各地可供分享的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點中,不需要中心服務(wù)器,可以通過點到點網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議建立起可信的數(shù)據(jù)交互,從而實現(xiàn)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的分布式存儲和去中心化管理。
另外,區(qū)塊鏈技術(shù)可將學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)切割成小區(qū)塊,小區(qū)塊文件內(nèi)容通過哈希函數(shù)計算轉(zhuǎn)化為更小的哈希值,存儲在各個區(qū)塊的塊頭中,并且任何的修改都會反映在哈希值上,當(dāng)需要下載時,可以從多個節(jié)點同時獲取。而且,由于沒有中心服務(wù)器,不會受到干涉和影響,被攻擊的機會小,因而,安全性和效率均比較高。
利用區(qū)塊鏈的分布式存儲技術(shù),可以全過程記錄學(xué)習(xí)者在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間中的學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)成績以及其他評價結(jié)果。而且利用區(qū)塊鏈的共識機制和智能合約技術(shù),所生成的學(xué)習(xí)記錄是不可篡改的,且方便訪問、追蹤和驗證,不需要可信第三方的支持,就能達到較高的公信力,從而構(gòu)建出一個開放、自由、可靠和可信的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間。
由于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的虛擬性,導(dǎo)致了侵權(quán)舉證和追溯的困難。區(qū)塊鏈技術(shù)能夠有效實現(xiàn)知識確權(quán),該確權(quán)機制源自區(qū)塊鏈核心技術(shù)之一 “數(shù)字簽名”,用以辨識及確認數(shù)據(jù)文件簽署人的身份、資格及數(shù)據(jù)文件真?zhèn)?,并且?shù)據(jù)發(fā)布者或簽署人不能抵賴或否認。區(qū)塊鏈的這一確權(quán)機制,可以被廣泛應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間管理中。2016年12月,區(qū)塊鏈學(xué)者朱幼平指出,打造一個基于區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)字版權(quán)公共服務(wù)平臺是當(dāng)務(wù)之急。2017年2月,在中國第七屆DCI(Digital Copyright Identifier,數(shù)字版權(quán)唯一標(biāo)識符)體系論壇上,人們就“DCI體系集成應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)”這一議題,進行了深入討論。北京航空航天大學(xué)蔡維德實驗室研發(fā)的“北航鏈”,正致力于開發(fā)基于區(qū)塊鏈的數(shù)字資源版權(quán)保護[21]?;趨^(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)安全保護備受關(guān)注。
為了防止網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)過程中的一些學(xué)習(xí)者冒名頂替、抄襲和造假等,在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間管理中,有必要引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù),對學(xué)習(xí)者身份進行準(zhǔn)確認證。目的在于證明學(xué)習(xí)成果由學(xué)習(xí)者本人通過真實的學(xué)習(xí)過程所獲得,從而體現(xiàn)教育的公平、公正。同時,保護學(xué)習(xí)資源發(fā)布者的利益和學(xué)習(xí)者的個人信息,也可以利用區(qū)塊鏈技術(shù)。相關(guān)研究與實踐證明,利用區(qū)塊鏈技術(shù),學(xué)習(xí)者可以擁有唯一的、不可篡改的身份ID,它集合了學(xué)習(xí)者的多維度信息,用于驗證、授權(quán)和追蹤;同時,學(xué)習(xí)者可以通過零知識證明有選擇性地披露和授信,降低個人信息泄露風(fēng)險。比如,針對網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的學(xué)習(xí)者身份認證和證書認證,李鳳英等設(shè)計了區(qū)塊鏈技術(shù)介入的MOOC學(xué)習(xí)者身份認證方案[22]。
雖然在理論上,區(qū)塊鏈的技術(shù)優(yōu)勢似乎能夠解決網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的學(xué)習(xí)資源共享與保護的矛盾問題,但實際上,其在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的應(yīng)用上還不夠成熟,尚處在研究和探索階段,如,它不能支持大規(guī)模學(xué)習(xí)應(yīng)用,安全性、性能都亟待提升;它并不能很好地解決教育中信息不對稱的問題(比如,教育行政部門或組織機構(gòu)的機密數(shù)據(jù)不能在網(wǎng)上公開,學(xué)習(xí)者的私密數(shù)據(jù)也要得到合法保護)。另外,分布式的、去中心化的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)拓撲機構(gòu)所需的共識和共享機制,需要耗費巨大的資源。因此,區(qū)塊鏈如何有效融入網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的管理,是一個值得探討的新的研究課題。
網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的管理,主要包含三個核心要素:共享(擴展)、安全和功效。因三者之間既非正比關(guān)系又非反比關(guān)系,而且相互牽制,所以,可用一個向量三角形,而非普通三角形,來表示三要素之間的關(guān)系,如圖2所示。共享的程度高,安全性就?。话踩愿吡?,共享性就會差些;拓展性高了,功效就會變低,反之亦然。網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間管理的關(guān)鍵在于要找準(zhǔn)平衡點,圖2所示的中心圓點即三要素的平衡點。
圖2 網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間管理之三要素的向量關(guān)系
1.共享與安全
在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間中,如果過分強調(diào)去中心化和擴展性等共享功能,將會出現(xiàn)知識產(chǎn)權(quán)、學(xué)習(xí)者個人隱私以及可信學(xué)習(xí)資源數(shù)據(jù)存取與傳輸?shù)确矫娴男畔踩珕栴}。顯而易見,為了提升共享、透明、高性能的程度,區(qū)塊鏈本身在保密性方面可能需要妥協(xié)。比如,盡管教育區(qū)塊鏈能夠做到匿名性,但是通過觀察和跟蹤區(qū)塊信息以及用戶ID、給用戶畫像,也能獲取到教師或?qū)W習(xí)者的個人信息。其次,完全去中心化的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)自治環(huán)境在安全維護方案方面不如中心化系統(tǒng),由于缺乏有效的安全應(yīng)急保障機制,當(dāng)攻擊突然爆發(fā)時,系統(tǒng)難以及時發(fā)現(xiàn)和防御,很有可能會造成崩盤。再就是,伴隨網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的實際需求,要求“鏈外”“鏈內(nèi)”數(shù)據(jù)交互,在去中心化的學(xué)習(xí)自治環(huán)境中可能會輸入大量鏈外數(shù)據(jù),目前,技術(shù)上還無法驗證鏈外數(shù)據(jù)的真實可靠性,從而造成無法判斷某些數(shù)據(jù)所有權(quán)的歸屬性,比如知識產(chǎn)權(quán)。
另外,目前教育區(qū)塊鏈在公鏈上部署的全部智能合約,對外可見且可交互,意味著其全部漏洞對外公開,為不法者實施攻擊帶來了便利;并且,區(qū)塊鏈的安全技術(shù)仍是以哈希以及非對稱加密算法為主,在量子技術(shù)攻擊面前,其防御能力將會變得無能為力。
2.擴展與功效
分布式架構(gòu)設(shè)計為區(qū)塊鏈實現(xiàn)可擴展提供了可能,但實際上有限的擴展,成為制約教育區(qū)塊鏈系統(tǒng)性能或功能提升的瓶頸。在性能方面,區(qū)塊鏈去中心化開啟了開放網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的新機制,但伴隨網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間內(nèi)的教育大數(shù)據(jù)急劇增長,存在著嚴(yán)重的效率問題。區(qū)塊鏈的效率取決于區(qū)塊鏈的吞吐量,而區(qū)塊容量和區(qū)塊工作間隔時間是影響區(qū)塊鏈吞吐量的核心參數(shù)。區(qū)塊容量越大,需要消耗的用于哈希計算和數(shù)據(jù)交換的計算資源就越大。由于區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)只能增加不能刪除,因此,學(xué)生人數(shù)、學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)、教學(xué)數(shù)據(jù)以及相關(guān)的管理數(shù)據(jù)越來越多。比如,MOOC平臺同時上一門課的人次可能多達20萬,這就要求區(qū)塊容量必須足夠大,于是對每個節(jié)點的存儲空間和計算性能的要求越來越高[23]。而且,僅僅增加區(qū)塊容量是不夠的,因為區(qū)塊工作間隔時間仍無法得到提高。區(qū)塊鏈的共識機制需要同步全部區(qū)塊的信息才能工作,各種區(qū)塊鏈的結(jié)構(gòu)大同小異,以比特幣系統(tǒng)為例,當(dāng)前系統(tǒng)最高只能支持7筆/秒,一筆交易至少需要6個區(qū)塊的確認,即至少需要等待1小時才能確認單筆交易,由此限制了區(qū)塊鏈的效率[24]。如果節(jié)點上的教育數(shù)據(jù)存儲空間、計算能力以及間隔時間受限,就無法滿足網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的規(guī)?;枨?。
在功能實現(xiàn)方面,隨著區(qū)塊鏈技術(shù)在教育領(lǐng)域的不斷滲透,為了滿足不同的需求,人們設(shè)計了各種同構(gòu)、異構(gòu)鏈,比如,用智能合約技術(shù)來實現(xiàn)知識產(chǎn)權(quán)保護,用零知識技術(shù)來實現(xiàn)保護學(xué)習(xí)者隱私。采用去中心化的分布式結(jié)構(gòu),雖然可以增加網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間鏈的存儲和計算能力等,但人們在設(shè)計之初,并沒有考慮到不同功能鏈之間的數(shù)據(jù)交互,以致于不同結(jié)構(gòu)和功能的鏈?zhǔn)峭耆盍训?,它們之間的數(shù)據(jù)無法相互轉(zhuǎn)換、利用和協(xié)同,從而降低了區(qū)塊鏈的使用價值。
由此可見,區(qū)塊鏈在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間中的應(yīng)用,依然存在著 “開放與高效”“共享與安全”“擴展與使用價值”相互制約的矛盾問題。
基于上述分析,我們從共享、安全和高效三者平衡的視域,提出了基于區(qū)塊鏈的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間管理模式:區(qū)塊鏈思維——系統(tǒng)方法——綜合管理,如圖3所示:
圖3 基于區(qū)塊鏈的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間管理模式
1.區(qū)塊鏈思維
(1)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間中的區(qū)塊鏈指導(dǎo)原則。網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間數(shù)據(jù)的共享和保護、擴展和效率的問題,尤其是共享和保護的矛盾已成為人們難以忽視的難題。區(qū)塊鏈技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間中的研究和應(yīng)用,一定程度上既促進了知識的共享與傳播,又加強了重要數(shù)據(jù)的安全與保護,并且分布式的拓撲結(jié)構(gòu)提高了學(xué)習(xí)效率。但面對隨之產(chǎn)生的新問題,我們需要堅持這一原則:注意平衡“共享與安全”“擴展與效率”“安全與功效”之間的矛盾關(guān)系;安全第一,學(xué)習(xí)資源共享不能帶來安全風(fēng)險,知識保護不能限制共享,規(guī)模擴展要考慮功效。
(2)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間區(qū)塊鏈的陰陽觀。區(qū)塊鏈思維映射出中國哲學(xué)的陰陽觀,自然界的任何事物都包括陰和陽兩個方面,雙方既對立又統(tǒng)一。網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間中的區(qū)塊鏈正是大自然中的一個存在,它和世界上的萬物一樣有陰和陽兩個對立面,數(shù)據(jù)共享使用是陽,安全保護是陰;結(jié)構(gòu)擴展是陽,性能受限是陰,如圖4所示。
這種陰陽屬性不是絕對的,而是相對的,并在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。教育數(shù)據(jù)的過度共享和使用會構(gòu)成學(xué)習(xí)者隱私、知識產(chǎn)權(quán)、版權(quán)及其他重要價值數(shù)據(jù)的安全威脅,而學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的過度或不恰當(dāng)?shù)谋Wo也會影響知識的共享、傳播或使用;結(jié)構(gòu)的無限拓展會造成性能的低下。因此,網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間鏈的內(nèi)部數(shù)據(jù)矛盾雙方,應(yīng)在折衷和消長變化中達到動態(tài)平衡。比如,網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間中的數(shù)據(jù)共享到極點就要實施保護,而數(shù)據(jù)保護到一定程度就要公開透明、共享;教育數(shù)據(jù)這種共享和保護之間的陰陽轉(zhuǎn)化,正是矛盾對立面間陰陽消長發(fā)展的必然結(jié)果。因此,我們不能孤立地對待任何一方,要從整個網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間鏈的全局出發(fā),抓住主要矛盾:安全、功能和效率。
2.系統(tǒng)性方法
基于區(qū)塊鏈技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間,和世界上其他任何事物一樣,是一個完整的系統(tǒng),這個系統(tǒng)有其整體性和目的性。這個系統(tǒng)可以拆分打散,也可以按一定的功能和目的進行重組。相對于容易實現(xiàn)的共享和開放來講,教育鏈的拓展性、高效性和安全性問題比較突出,而安全問題是影響教育區(qū)塊鏈發(fā)展的核心問題。在數(shù)據(jù)價值愈來愈高的教育領(lǐng)域,對安全性要求也隨之增高,因此,網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間鏈提高共享和擴展性能的前提是要保證數(shù)據(jù)安全。
(1)并行化設(shè)計。并行化設(shè)計源自社會哲學(xué)中的“去中心化”,結(jié)構(gòu)并行化是傳統(tǒng)分布式系統(tǒng)解決大吞吐量問題的重要思想。網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間中的區(qū)塊鏈技術(shù)大多體現(xiàn)了并行化設(shè)計思路,實行并行化、分布式拓撲結(jié)構(gòu)的目的是為了提高效率和吞吐量。但是區(qū)塊鏈的自身結(jié)構(gòu)屬性,決定了僅僅依靠傳統(tǒng)的方法和技術(shù)很難克服教育數(shù)據(jù)規(guī)模爆發(fā)時所需吞吐量的瓶頸,亦即規(guī)模性、延展性的需求。因此,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的實際需要,必須采取全新的分布式思維模式,來實現(xiàn)其拓展、安全需求。
圖4 網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間鏈中的陰陽觀
我們可以根據(jù)學(xué)習(xí)功能、學(xué)習(xí)空間、拓撲結(jié)構(gòu)的不同,分別架構(gòu)數(shù)條區(qū)塊鏈,并行處理學(xué)習(xí)業(yè)務(wù);根據(jù)學(xué)習(xí)功能和安全需求,對安全性要求不高的學(xué)習(xí)業(yè)務(wù)在鏈上進行,對安全性要求高的,比如,學(xué)習(xí)者隱私數(shù)據(jù)記錄、存儲等,可以在鏈下進行;即使同一條學(xué)習(xí)鏈上,也可以實現(xiàn)區(qū)域自治,根據(jù)轄區(qū)分塊運行機制,按照學(xué)習(xí)者各自所屬區(qū)域?qū)⑷W(wǎng)節(jié)點劃分成不同的區(qū)域集合,比如,上海浦東區(qū)塊、松江區(qū)塊等,每個區(qū)塊并行處理相關(guān)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù),以實現(xiàn)各種學(xué)習(xí)功能。
(2)聯(lián)通創(chuàng)新。聯(lián)通主義是社會化網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的重要理論,強調(diào)學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的連接和聯(lián)通,認為學(xué)習(xí)管道比掌握管道中的知識更重要。從這個意義上來講,網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間就是一個巨大的連通器,而區(qū)塊鏈?zhǔn)墙M合了包括智能合約、共識機制、分布式存儲、密碼安全等多項技術(shù)的綜合體或者信息流通橋。但是,在實際應(yīng)用中,區(qū)塊鏈還有許多需要克服的問題,比如:由于區(qū)塊鏈中有太多的節(jié)點,并且所有節(jié)點中的數(shù)據(jù)需要保持一致,因此,工作效率很低,每個區(qū)塊只能存儲1M,10分鐘才生成1個區(qū)塊,也就是說10分鐘內(nèi)只能夠進行2000筆比特幣交易。按照這樣的計算處理,教育鏈?zhǔn)菬o法支持諸如成千上萬的學(xué)習(xí)者集中報名或者同一時間完成考試之類的工作。
為了提高教育鏈的共享、拓展性能和效率,可以通過提高區(qū)塊容量來解決,但是大的區(qū)塊容易造成學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的阻塞,從而影響學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的效率。不過,區(qū)塊鏈思維告訴我們:多種技術(shù)、理念或方法的組合或者整合,能夠產(chǎn)生新的功能。同時,受到聯(lián)通主義的啟迪,為解決上述問題,我們提出了以下策略:
一是網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間“鏈上鏈下”數(shù)據(jù)聯(lián)通。比如,學(xué)習(xí)者鏈上報名,鏈下考試,然后把考試成績計入報名鏈上,這樣既提升了教育鏈的運算效率,又保證了在線考試的安全性。
二是不同功能的鏈與鏈間的數(shù)據(jù)聯(lián)通。比如,教育行政部門管轄的升學(xué)鏈與記錄學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)軌跡的學(xué)習(xí)鏈的數(shù)據(jù)可信與聯(lián)通,可以實現(xiàn)在提高各自功能鏈的效率之同時,還能追蹤每個學(xué)習(xí)者的記錄,且不可更改,體現(xiàn)了教育的公平。
三是不同結(jié)構(gòu)的鏈與鏈間的數(shù)據(jù)聯(lián)通。異構(gòu)形式的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間鏈,對于保護知識產(chǎn)權(quán)、避免學(xué)術(shù)造假等尤其重要。學(xué)歷或?qū)W成證書鏈與公開課程資源學(xué)習(xí)鏈應(yīng)該采取不同的架構(gòu)方式,一方面,因為它們本身的安全級別不同;另一方面,因為如果同構(gòu),黑客攻擊了學(xué)習(xí)鏈的漏洞,那么證書鏈就會不攻自破,最后整個系統(tǒng)癱瘓或遭受篡改、假冒、泄密等安全威脅。因此,異構(gòu)形式的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間鏈間的數(shù)據(jù)聯(lián)通,安全性更高。
(3)集成組合。區(qū)塊鏈本身是技術(shù)的組合,因此,區(qū)塊鏈思維注重理念與技術(shù)的融通、技術(shù)和技術(shù)之間的組合。例如,“區(qū)塊鏈+量子算法”的組合。在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間中,學(xué)歷造假、知識產(chǎn)權(quán)和學(xué)習(xí)者隱私等安全問題尤其突出。盡管教育區(qū)塊鏈對于上述問題的解決能夠起一定的作用,但是在安全方面,目前的區(qū)塊鏈仍然基于以非對稱加密為主的哈希算法,而非對稱加密算法的最大威脅之一是量子技術(shù)。量子技術(shù)能夠非常容易地通過由非對稱加密算法生成的公鑰地址來反推學(xué)習(xí)用戶私鑰,從而有可能導(dǎo)致整個教育區(qū)塊鏈系統(tǒng)的安全基礎(chǔ)崩塌?!耙宰又プ又堋辈皇橐粋€好的解決辦法,我們可以在現(xiàn)有的教育區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)中加入量子密碼,以防止大規(guī)模的量子攻擊和威脅。
再比如,“區(qū)塊鏈+人工智能”的組合。區(qū)塊鏈和人工智能(AI)都是當(dāng)今世界上最為熱門的技術(shù),但二者基本上并無交叉之處,前者是在開放數(shù)據(jù)環(huán)境下去中心化,后者是在封閉數(shù)據(jù)狀態(tài)上促中心化。區(qū)塊鏈涉及到多項技術(shù)和眾多參數(shù),要達到鏈上安全性、拓展性和高效性間的平衡非常困難。因此,在日益強調(diào)學(xué)習(xí)平臺功能智能化、個性化的今天,教育區(qū)塊鏈因受限于自身的結(jié)構(gòu)和功能而顯得“笨拙”。當(dāng)學(xué)習(xí)規(guī)模性爆發(fā)時,教育區(qū)塊鏈很難在短時間內(nèi)公平公正地完成集中報名、考試等事項,因為每個區(qū)塊需要巨大的數(shù)據(jù)吞吐量和良好的拓展性。如果AI融合到教育區(qū)塊鏈中,整個系統(tǒng)則會變得更加智能,AI會使過程簡化、性能優(yōu)化、功能更加強大。另外,網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間中的考試、學(xué)習(xí)者隱私等數(shù)據(jù)傳輸和交換,理應(yīng)在安全的環(huán)境中進行,然而,教育區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)卻是公開的,因此,泄密的風(fēng)險非常大。如果AI應(yīng)用于教育區(qū)塊鏈中的用戶端,即在學(xué)習(xí)者本地機上運行AI,機器學(xué)習(xí)可使學(xué)習(xí)變得更加個性化,適合學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)內(nèi)容能夠由學(xué)習(xí)者本地機自動列出菜單顯示給學(xué)習(xí)者,而不是傳統(tǒng)的網(wǎng)上推薦或推送。因此,此種教育鏈或?qū)W習(xí)鏈,可以同時滿足個性化學(xué)習(xí)和隱私保護兩種需求。
網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間依存于整個互聯(lián)網(wǎng)的生態(tài)環(huán)境,互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)各種新技術(shù)和區(qū)塊鏈的結(jié)合,比如 “區(qū)塊鏈+大數(shù)據(jù)分析”“區(qū)塊鏈+云存儲”等,會使網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間更加安全、智能、高效和強大。
3.綜合管理
在基于區(qū)塊鏈的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間中,區(qū)塊鏈?zhǔn)蔷W(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的支撐和“物質(zhì)”基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的主要問題和風(fēng)險,很大程度上源自區(qū)塊鏈的自身缺陷。為了有效降低區(qū)塊鏈的教育應(yīng)用所帶來的風(fēng)險,我們認為,主要可以從政策法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、開發(fā)運營商和消費者自身要求這四個維度,來加強管理。
(1)在政策法規(guī)方面,網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間中區(qū)塊鏈帶來的風(fēng)險,比如安全風(fēng)險,會影響到教育行業(yè)的方方面面,區(qū)塊鏈在教育應(yīng)用方面的政策、法規(guī)還不健全,其監(jiān)管制度、標(biāo)準(zhǔn)化制度以及相關(guān)的法律法規(guī)仍有待完善。2019年1月,我國政府發(fā)布了《區(qū)塊鏈信息服務(wù)管理規(guī)定》,雖然,這一規(guī)定的管理范圍僅限定于區(qū)塊鏈信息服務(wù)領(lǐng)域,但是對于區(qū)塊鏈技術(shù)在教育上的應(yīng)用,具有重要的指導(dǎo)意義。
(2)在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面,嚴(yán)格規(guī)范區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)格式和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及接口標(biāo)準(zhǔn),有助于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間中區(qū)塊鏈的協(xié)議制定、選擇和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計。
(3)在開發(fā)與運營方面,由于教育的嚴(yán)肅性和學(xué)習(xí)規(guī)模的龐大性,網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的區(qū)塊鏈(比如,升學(xué)鏈、考試鏈)不僅要求開發(fā)者謹慎使用未經(jīng)測試的、不成熟的算法,以防因代碼漏洞攻擊而造成整條鏈的癱瘓;還需要對區(qū)塊鏈系統(tǒng)管理人員進行嚴(yán)格的權(quán)限管理,建立完善的管理和應(yīng)急處理機制。
(4)在消費者方面,教育機構(gòu)在區(qū)塊鏈的選擇和使用上,一要選擇和使用在結(jié)構(gòu)、功能和性能上與網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間實際需求相匹配的區(qū)塊鏈;二要注意系統(tǒng)的智能性,能主動適應(yīng)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的個性化、自主化需求,并能智能防御各種威脅和攻擊。同時,關(guān)注自身系統(tǒng)的安全性,做好區(qū)塊鏈?zhǔn)褂玫娘L(fēng)險評估和預(yù)警。此外,教師或?qū)W習(xí)者自身也需要慎重授權(quán),保護好個人私密信息和知識版權(quán)。
網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)是信息時代人們獲取知識的重要方式,但網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的管理依然存在著突出又難以調(diào)和的矛盾:共享、安全和效率。區(qū)塊鏈技術(shù)的融入,在一定程度上能夠滿足網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間發(fā)展應(yīng)用的需求,尤其是在目前網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間參與方眾多、虛擬性高、中心化效率低下、缺少教育公平和信任的情況下。因此,區(qū)塊鏈融入網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間管理的研究,有可能成為今后的研究熱點。
盡管區(qū)塊鏈技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的管理起了積極的作用,但也面臨著一些新的挑戰(zhàn),比如,區(qū)塊鏈共識機制盡管解決了去中心化問題,某種程度上實現(xiàn)了教育公平,但其本身的性能問題以及對計算力的大量消耗,影響了使用效率,在一定程度上制約了區(qū)塊鏈在教育中的廣泛應(yīng)用,并且會出現(xiàn)新的安全問題。因此,研究人員對區(qū)塊鏈的教育應(yīng)用,應(yīng)從多個角度和層面進行探索和實踐,單一研究已不能滿足網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間管理的需要。本研究打破價值功能研究之局限,區(qū)別于之前的單一研究,從核心要素平衡的角度,圍繞網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間管理問題,提出了區(qū)塊鏈思維的陰陽觀,并行化設(shè)計、聯(lián)通創(chuàng)新、集成組合的系統(tǒng)觀,以及綜合管理方法,具有一定的借鑒意義。
但網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間管理的任何一種方案從開始發(fā)展到成熟,都需要一定的時間。目前,該領(lǐng)域的研究重點正逐漸從發(fā)現(xiàn)方法轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)用,注重多種策略發(fā)現(xiàn)和技術(shù)集成以及多學(xué)科之間的相互滲透,本研究正契合了這種趨勢。希望不久的將來,一種全新的、自治的、高效的、共享的、安全的去中心化和分布式網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間,能夠呈現(xiàn)在人們面前,在這種學(xué)習(xí)空間內(nèi),學(xué)習(xí)者可以自在地控制自己的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)、個人特征信息,并且能夠追蹤個人學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)用途和擁有知識版權(quán)。