CN108876669B

CN108876669B - 应用于多平台教育资源共享的课程公证系统及方法

Info

Publication number: CN108876669B
Application number: CN201810526015.XA
Authority: CN
Inventors: 陈建海; 卢令令; 何钦铭; 纪守领; 黄步添; 沈钦仙
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2018-05-28
Filing date: 2018-05-28
Publication date: 2020-12-25
Anticipated expiration: 2038-05-28
Also published as: CN108876669A

Abstract

本发明公开了一种应用于多平台教育资源共享的课程公证系统及方法，该课程公证系统包括：教育资源提供商，为教育服务平台提供的课程资源；教育服务平台，维护共享资源列表；课程公证中心，通过公证智能合约为课程资源提供所属权认证；教育服务认证中心，为教育资源提供商、教育服务平台和课程公证中心颁发身份证书，并维护证书列表；公证智能合约，对课程资源进行所属权认证，并支持教育资源提供商、教育服务平台和课程公证中心对历史公证交易的查询请求；公共账本，记录课程资源的所属权。本发明通过在多平台教育资源共享场景下应用联盟链技术，保证课程所属权不可篡改、数据真实可信，从而实现教育资源所属权的有效确认与查询。

Description

应用于多平台教育资源共享的课程公证系统及方法

技术领域

本发明涉及区块链应用技术领域，尤其涉及一种基于联盟链的应用于多平台教育资源共享的课程公证系统及方法。

背景技术

随着经济社会的发展，人们对教育资源的需求在不断的增加。通过增加投入来增加教育资源的供给，有许多的局限性，而通过教育资源共享的方式就能克服这些局限性。于是教育资源共享便成为一种理性选择。

随着计算机网络技术和通讯技术的发展，基于网络的教育资源共享平台成为热点。然而传统架构基于中心化的教育资源系统平台，不能确保真实可信地进行教育资源所属权的确认与查询，无法安全可信地进行课程公证。在多平台教育资源共享的场景下，需要一种多方信任的课程公证方法来解决教育资源所属权的确认与查询问题。

区块链技术是一种以分布式系统为基础，以公开共享账本为核心的信息系统架构。2008年中本聪(Satoshi Nakamoto)在白皮书《比特币：一种点对点的电子现金系统》中首次提出了区块链的概念。2009年中本聪公开发布了比特币系统，首次将区块链技术应用于数字货币这一领域。

实际上在使用区块链技术的系统中，所有维护账本的节点同步具有一致历史记录的公共账本。公共账本上的数据不可篡改、公开并且可验证。由于这些特性，区块链技术可以在非常多的领域有所运用，应该根据具体场景的需求进行架构设计。

1.公共账本

区块链形象地说明了公共账本的本质：区块上记录着历史交易的信息，每一个区块之间用一个哈希指针前后串联起来。用密码学技术保障区块链的唯一性。唯一性即要求各个分布式节点之间应该同步一致的公共账本。

由于每个节点都拥有公共账本，可以很方便地对账本上的历史交易信息进行查找和验证。由于每个节点都保存账本信息，因此只篡改一份账本信息是无效的。只有全网节点验证达成共识的区块上的交易记录才能被写到公共账本上，即全网节点通过共识这一过程将某一区块链接到区块链上。公共账本上的记录也是所有节点共同认证，共同信任的。

2.联盟链技术

比特币的系统是一个完全自治的系统。在比特币的系统中，全世界的节点都可以自由地选择加入或离开这个系统。这样的区块链系统被称为“公有链”。它使用了POW(Proofof Work)工作量证明共识协议，它假设所有节点都存在恶意作弊的可能性，所以达成共识需要的代价非常高。因此公有链上的交易吞吐量通常是很小的。

“联盟链”架构相对于“公有链”架构的不同之处在于联盟链通过认证中心对联盟链中节点的身份进行认证。由于节点是相对可信的，因此节点之间可以采用更高效的共识协议，如PBFT协议或Raft协议等。联盟链上的交易吞吐量通常更高，联盟链架构也更加适合商业应用场景。

超级账本(Hyperledger)项目下的Fabric子项目是一个以搭建联盟链底层平台框架为目标的著名开源项目。它支持一种称为链码(Chaincode)的智能合约。智能合约是一种更加通用的区块链编程方式。智能合约运行在可信的虚拟环境中。智能合约定义的业务逻辑是全网节点认可的。智能合约的执行结果将对公共账本上的账本状态产生影响。因此一旦智能合约的执行结果被全网共识认证，其执行结果也是不可篡改的。

发明内容

针对多平台教育资源共享的场景下缺乏一种可信的课程公证方法来解决教育资源所属权的确认与查询问题，本发明提供了一种应用于多平台教育资源共享的课程公证系统及方法，通过在多平台教育资源共享场景下应用联盟链技术，设计公证智能合约与相应的公证流程将课程所属权公证记录写到公共账本上，保证课程所属权不可篡改、数据真实可信，从而实现教育资源所属权的有效确认与查询。

本发明提供了如下技术方案：

一种应用于多平台教育资源共享的课程公证系统，包括：

教育资源提供商，为教育服务平台提供的课程资源；

教育服务平台，维护共享资源列表，用户通过共享资源列表访问教育资源提供商提供的课程资源；

课程公证中心，通过公证智能合约为各教育资源提供商向教育服务平台提供的课程资源提供所属权认证；

教育服务认证中心，为教育资源提供商、教育服务平台和课程公证中心颁发身份证书，并维护证书列表；

公证智能合约，对课程资源进行所属权认证，并支持教育资源提供商、教育服务平台和课程公证中心对历史公证交易的查询请求；

公共账本，记录各教育资源提供商向教育服务平台提供的课程资源的所属权。

所述的教育资源提供商可以为多个。

本发明的应用于多平台教育资源共享的课程公证系统基于联盟链技术进行架构，由教育服务认证中心确认并颁发身份证书给教育服务平台、课程公证中心和教育资源提供商等参与实体，由教育服务认证中心实现对联盟链系统运行过程中的权限控制功能的保障；课程公证中心通过公证智能合约为各教育资源提供商向教育服务平台提供的课程资源提供所属权认证；公证智能合约支持各参与实体对历史公证交易的查询请求。

本发明还公开了一种应用于多平台教育资源共享的课程公证方法，包括：

(1)基于联盟链技术部署教育资源提供商、教育服务平台、课程公证中心、教育服务认证中心、公证智能合约和公共账本，构建联盟链网络；

(2)所述的教育资源提供商向教育服务平台提供课程资源，教育服务平台对所述课程资源进行审核并返回审核信息；

(3)所述的课程公证中心调用公证智能合约，对教育资源提供商提供课程资源所属权进行公证，联盟链网络对公证结果进行共识后实时记录在公共账本上；

(4)联盟链中的各参与实体向公证智能合约发起查询请求并提供查询参数，公证智能合约从公共账本上查找相关历史交易记录并返回查询结果。

优选的，步骤(1)包括：

(1-1)确定联盟链网络中参与实体的数量及各参与实体的身份；

所述的教育服务认证中心的身份为认证中心节点；认证中心节点负责为联盟链网络的各参与实体颁发证书并维护证书列表；

所述的教育资源提供商、教育服务平台、课程公证中心的身份为验证节点；

(1-2)确定联盟链网络中的记账参数；

所述的记账参数包括共识协议类型、公共账本的批大小、联盟链网络中最多共识节点的数量以及联盟链网络的安全级别。

所述的共识协议类型为PBFT协议、Kafka协议或SBFT协议。

(1-3)教育资源提供商、教育服务平台和课程公证中心分别在教育服务认证中心进行注册，教育服务认证中心向教育资源提供商、教育服务平台和课程公证中心颁发证书并维护证书列表；

(1-4)联盟链中各参与实体启动，完成节点部署；

(1-5)所述的课程公证中心部署公证智能合约并广播公证智能合约部署交易；联盟链中其他验证节点收到公证智能合约部署交易后进行共识，共识达成后完成公证智能合约的部署。

优选的，步骤(2)包括：

(2-1)教育资源提供商将课程资源接口提供给教育服务平台；

(2-2)教育服务平台对所述的课程资源的内容进行审核，确认课程名称、课程编号、教育资源提供商名称和教育资源提供商编号，生成并维护课程资源列表；

用户由该课程资源列表访问教育资源提供商存储的课程资源；

(2-3)教育服务平台将课程资源的课程信息发送给教育资源提供商。

所述的课程信息包括课程名称、课程编号、教育资源提供商名称和教育资源提供商编号。

优选的，步骤(3)包括：

(3-1)教育服务平台向课程公证中心发送公证交易请求并提供待公证课程的课程信息；课程公证中心计算课程信息的哈希值；

(3-2)课程公证中心采用异步监听模式来接收和监听待公证课程的签名通信，签名通信通过后记录待公证课程的签名信息；

具体为：教育服务平台调用公证智能合约对待公证课程进行签名，并将签名信息发给课程公证中心；

教育资源提供商调用公证智能合约对待公证课程进行签名，并将签名信息发给课程公证中心；

教育服务平台的签名信息与教育资源提供商调的签名信息一致后，课程公证中心记录待公证课程的签名信息。

公证智能合约基于待公证课程的课程信息的哈希值对该待公证课程进行签名。

(3-3)课程公证中心向教育服务认证中心请求课程公证中心的身份证书并向公证智能合约提供该身份证书；

课程公证中心向公证智能合约提供身份证书，以表明课程公证中心有权限调用该公证智能合约发起公证交易。

课程公证中心调用公证智能合约查询公共账本，若待公证课程已经被公证过，则公证智能合约返回错误提示并说明交易失败的原因；否则，课程公证中心调用公证智能合约发起公证交易并为该公证交易加盖时间戳；

(3-4)课程公证中心广播该公证交易，联盟链网络中的其他验证节点收到广播，按照共识协议进行共识，共识达成后联盟链网络将该公证交易记录到公共账本。

优选的，步骤(4)包括：

(4-1)联盟链网络中各参与实体向教育服务认证中心请求其身份证书并向公证智能合约提供该身份证书，同时发生查询请求并提供查询参数；

所述的查询参数为公证交易编号、课程名称或课程编号。

(4-2)公证智能合约接收到查询请求后，根据查询参数在公共账本上查找相关历史交易记录；

若公共账本中没有该课程资源的记录，则返回错误信息提示；否则返回该课程资源的教育资源提供商名称或编号。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明给出了一种多平台教育资源共享场景下的应用课程公证智能合约的教育服务平台的组织架构，部署在联盟链系统上的多方信任的课程公证智能合约能够对教育资源提供商为教育服务平台提供的课程进行公证，不仅支持课程公证中心发起公证交易，而且还支持多实体对公证交易历史记录的查询。在公证流程中引入课程公证中心实体，通过一个异步监听模块来接收和监听公证交易的签名通信，以保障课程公证交易参数是教育服务平台与教育资源提供商经过签名、共同认可的。基于教育服务认证中心的证书颁发服务实现的权限控制功能可以保障合约调用的安全性。

附图说明

图1为应用于多平台教育资源共享的课程公证系统的架构示意图；

图2为应用课程公证智能合约的教育服务平台的架构图；

图3为构建课程公证系统的流程示意图；

图4为课程公证中心通过公证合约发起课程所属权公证交易的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。

如图1所示，本发明应用于多平台教育资源共享的课程公证系统的实体包括教育资源提供商、教育服务平台、课程公证中心、公证智能合约和教育服务认证中心。

教育资源提供商为教育服务平台提供的教育资源。

教育服务平台维护共享资源列表，用户通过共享资源列表访问教育资源提供商提供的数字课程，如图2所示。教育服务平台在提供多平台教育资源共享服务时，需要确认它维护的共享资源列表

中，课程与教育资源提供商的所属权关系。这样当教育服务平台的用户请求访问某课程时，可以直接通过已验证的共享资源列表

访问教育资源提供商提供的数字课程(共享教育资源)。

课程公证中心通过公证智能合约为各教育资源提供商向教育服务平台提供的数字课程提供所属权认证。

公证智能合约对数字课程进行所属权认证，并支持教育资源提供商、教育服务平台和课程公证中心对历史公证交易的查询请求；公共账本记录各教育资源提供商向教育服务平台提供的数字课程的所属权。

公证交易记录被写在公共账本上。公证交易信息包括：课程名称、课程编号、资源提供商名称和资源提供商编号等。

本发明中的公证智能合约是一种规范的业务流程的代码化表示方式。公证课程所属权的业务流程是固定的，该规范由利益相关的多方实体共同确认。由于课程公证智能合约部署在联盟链系统之上，联盟链由多方实体共同维护，因此课程所属权公证交易的信息是公开、共享的。每一个联盟链的实体都可以对公共账本上的交易信息进行验证与追溯。

教育服务认证中心为教育资源提供商、教育服务平台和课程公证中心颁发身份证书，并维护证书列表。

由教育服务认证中心确认并颁发身份证书

给教育服务平台、课程公证中心和教育资源提供商实体。教育服务认证中心实现了对联盟链系统运行过程中的权限控制功能的保障。课程公证中心通过公证智能合约为各教育资源提供商向教育服务平台提供的课程提供所属权认证。公证智能合约支持各实体对历史公证交易的查询请求。

本发明应用于多平台教育资源共享的课程公证系统的课程公证方法，包括如下步骤：

(1)初始化联盟链中的参与实体：如图3所示，首先确定联盟链中参与实体的成员身份，然后由参与节点协商确定联盟链中的记账参数，在联盟链中的成员完成注册后，节点可以部署运行联盟链网络，最后完成公证智能合约的部署。

(2)教育资源提供商请求教育服务平台对课程资源审核：教育资源提供商提供课程资源，由教育服务平台维护一个课程资源列表

教育服务平台审核资源内容后，将审核结果发送给教育资源提供商。

(3)课程公证中心通过公证智能合约发起课程所属权公证交易：如图4所示，课程公证中心首先确认公证交易参数，然后通过一个异步监听模块来接收和监听公证交易的签名通信，在收集教育资源提供商和教育服务平台对交易的签名后，发起课程公证交易，课程公证中心广播公证交易

被联盟链共识网络确认后，课程公证中心将确认交易结果。

(4)公证智能合约支持课程所属权查询：各参与实体可以向公证智能合约发起查询请求，智能合约将在实时同步的公共账本上查找相关历史交易记录，返回查询结果。

具体如下：

(1)构建基于联盟链的应用于多平台教育资源共享的课程公证系统，如图3所示，包括：

(1-1)确定联盟链中的成员身份。联盟链的成员包括两类。一类是普通验证节点，另一类是颁发证书的认证中心节点。普通验证节点负责维护联盟链公共账本。认证中心节点负责为联盟链的参与实体颁发、维护证书列表

根据联盟链的业务流程中涉及的多方利益相关参与实体的数量来确认普通验证节点的数量N。该系统中的教育服务认证中心为联盟链的认证中心节点。

(1-2)确定联盟链中的记账参数。记账参数中的共识协议模块是可插拔的，由N个普通验证节点协商选择共识模块

可供选择的共识模块有：PBFT协议，Kafka协议与SBFT协议。N个普通验证节点协商确认联盟链公共账本的批大小(Batch Size)

协商确认联盟链中最多共识节点的数量

协商确认联盟链的安全级别

(1-3)联盟链中的成员进行注册。各教育资源提供商、课程公证中心、教育服务平台分别在教育服务认证中心注册；教育服务认证中心负责维护颁发给注册联盟链中的成员的证书列表

(1-4)完成节点部署。联盟链中的成员启动验证节点，接受来自联盟链共识网络的交易请求，通过共识算法，取得记账权后将交易打包成区块

然后链接到联盟链公共账本

上。每个验证节点都可以对公共账本

上的任意一笔交易

的真实性进行验证。

(1-5)完成公证智能合约部署。各利益相关实体对教育资源公证流程进行协商。由课程公证中心部署公证智能合约，并广播公证智能合约部署交易

联盟链中的其他验证节点收到合约部署广播后，按照共识模块

进行共识。共识完毕，公证智能合约

将等待被各实体调用。

(2)教育资源提供商向教育服务平台提供数字课程资源，教育服务平台对所述数字课程资源进行审核，包括：

(2-1)教育资源提供商提供课程资源。教育资源提供商将课程资源接口提供给教育服务平台。由教育服务平台维护一个课程资源列表

可以由该资源列表访问教育资源提供商存储的课程资源。

(2-2)教育服务平台审核资源内容。教育服务平台对课程资源的内容进行审核，确认课程名称

课程编号ID_class，教育资源提供商名称

教育资源提供商编号ID_{classProvider}。

(2-3)教育服务平台通知审核结果。教育服务平台将课程资源的审核结果以及课程资源的详细信息：课程名称

课程编号ID_class，教育资源提供商名称

教育资源提供商编号ID_{classProvider}，发送给教育资源提供商。

(3)课程公证中心通过公证智能合约，对教育服务平台审核后的数字课程资源所属权进行公证。联盟链网络对公证结果进行共识并记录在公共账本上，包括如下步骤，如图4所示：

(3-1)确认公证交易参数。课程公证中心收到来自教育服务平台的课程信息，设置课程公证交易的参数为课程名称

课程编号ID_class，教育资源提供商名称

教育资源提供商编号ID_{classProvider}。并计算交易参数的哈希为

(3-2)监听异步的公证交易签名通信。为了确认交易的真实性参数，课程公证中心采用异步监听模块来接收和监听公证交易的签名通信。

教育服务平台调用公证智能合约对课程进行签名

并将签名信息发给课程公证中心；教育资源提供商调用公证智能合约对课程进行签名

并将签名信息发给课程公证中心。签名

与签名

的签名对象

一致时，异步监听模块记录签名信息，即公证交易的真实性参数。

(3-3)发起课程公证交易。课程公证中心向教育服务认证中心请求课程公证中心的身份证书

并向公证智能合约

提供该证书，表明课程公证中心有权限调用该公证智能合约发起公证交易

课程公证中心调用公证智能合约查询公共账本，如果某课程已经被公证过属于某教育资源提供商，那么该课程无法再次被公证。公证智能合约

将返回错误提示，说明交易失败的原因；否则，课程公证中心调用公证智能合约发起公证交易

并为该交易加盖时间戳T_timestamp。

(3-4)课程公证中心广播公证交易

联盟链中的其他验证节点收到广播，按照共识模块

进行共识。共识阶段完毕，联盟链共识网络将公证交易

记录到公共账本。

(4)课程资源所属权查询，包括：

(4-1)各参与实体必须向教育服务认证中心请求其身份证书

并向公证智能合约

提供该证书，表明实体是联盟链的已注册合法成员，有权限调用该公证智能合约发起请求查询

查询参数可以是交易编号

课程名称

或课程编号ID_class。

(4-2)公证智能合约将在实时同步的公共账本上查找相关历史交易记录。返回课程所有者的名称

教育资源提供商编号ID_{classProvider}等交易信息。如果请求的课程不存在，则返回错误信息提示。

以上所述的实施例对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种应用于多平台教育资源共享的课程公证方法，其特征在于，包括：

（1）基于联盟链技术部署教育资源提供商、教育服务平台、课程公证中心、教育服务认证中心、公证智能合约和公共账本，构建联盟链网络；

（2）所述的教育资源提供商向教育服务平台提供课程资源，教育服务平台对所述课程资源进行审核并返回审核信息；

（3）所述的课程公证中心调用公证智能合约，对教育资源提供商提供课程资源所属权进行公证，联盟链网络对公证结果进行共识后实时记录在公共账本上；

（4）联盟链中的各参与实体向公证智能合约发起查询请求并提供查询参数，公证智能合约从公共账本上查找相关历史交易记录并返回查询结果；包括：

（4-1）联盟链网络中各参与实体向教育服务认证中心请求其身份证书并向公证智能合约提供该身份证书，同时发生查询请求并提供查询参数；

（4-2）公证智能合约接收到查询请求后，根据查询参数在公共账本上查找相关历史交易记录；

2.根据权利要求1所述的应用于多平台教育资源共享的课程公证方法，其特征在于，步骤（1）包括：

（1-1）确定联盟链网络中参与实体的数量及各参与实体的身份；

所述的教育服务认证中心的身份为认证中心节点；所述的教育资源提供商、教育服务平台、课程公证中心的身份为验证节点；

（1-2）确定联盟链网络中的记账参数；

（1-3）教育资源提供商、教育服务平台和课程公证中心分别在教育服务认证中心进行注册，教育服务认证中心向教育资源提供商、教育服务平台和课程公证中心颁发证书并维护证书列表；

（1-4）联盟链中各参与实体启动，完成节点部署；

（1-5）所述的课程公证中心部署公证智能合约并广播公证智能合约部署交易；

联盟链中其他验证节点收到公证智能合约部署交易后进行共识，共识达成后完成公证智能合约的部署。

3.根据权利要求2所述的应用于多平台教育资源共享的课程公证方法，其特征在于，所述的记账参数包括共识协议类型、公共账本的批大小、联盟链网络中最多共识节点的数量以及联盟链网络的安全级别。

4.根据权利要求2所述的应用于多平台教育资源共享的课程公证方法，其特征在于，所述的共识协议类型为PBFT协议、Kafka协议或SBFT协议。

5.根据权利要求1所述的应用于多平台教育资源共享的课程公证方法，其特征在于，步骤（2）包括：

（2-1）教育资源提供商将课程资源接口提供给教育服务平台；

（2-2）教育服务平台对所述的课程资源的内容进行审核，确认课程名称、课程编号、教育资源提供商名称和教育资源提供商编号，生成并维护课程资源列表；

（2-3）教育服务平台将课程资源的课程信息发送给教育资源提供商。

6.根据权利要求5所述的应用于多平台教育资源共享的课程公证方法，其特征在于，所述的课程信息包括课程名称、课程编号、教育资源提供商名称和教育资源提供商编号。

7.根据权利要求1所述的应用于多平台教育资源共享的课程公证方法，其特征在于，步骤（3）包括：

（3-1）教育服务平台向课程公证中心发送公证交易请求并提供待公证课程的课程信息；课程公证中心计算课程信息的哈希值；

（3-2）课程公证中心采用异步监听模式来接收和监听待公证课程的签名通信，签名通信通过后记录待公证课程的签名信息；

（3-3）课程公证中心向教育服务认证中心请求课程公证中心的身份证书并向公证智能合约提供该身份证书；

（3-4）课程公证中心广播该公证交易，联盟链网络中的其他验证节点收到广播，按照共识协议进行共识，共识达成后联盟链网络将该公证交易记录到公共账本。

8.根据权利要求7所述的应用于多平台教育资源共享的课程公证方法，其特征在于，步骤（3-2）包括：

教育服务平台调用公证智能合约对待公证课程进行签名，并将签名信息发给课程公证中心；

9.一种应用于多平台教育资源共享的课程公证系统，其特征在于，包括：

教育资源提供商，为教育服务平台提供的课程资源；

公共账本，记录各教育资源提供商向教育服务平台提供的课程资源的所属权；

所述课程公证系统根据权利要求1~8任一项所述的课程公证方法进行课程公证。