Thứ Hai, 23/7/2018
Hotline: 0966538999. Email: quangcaotccsnd@gmail.com
Khám phá công nghệ Blockchain và ứng dụng tiềm năng cho giáo dục

Giới thiệu công nghệ Blockchain

Blockchain là một sổ cái kỹ thuật số phân tán, ghi lại tất cả các giao dịch và chia sẻ cho những người tham gia vào mạng lưới. Nó là danh sách liên kết và liên tục mở rộng hồ sơ lưu trữ an toàn trên hệ thống kết nối. Điều này làm cho công nghệ Blockchain có khả năng phục hồi, vì trong toàn bộ hệ thống không chỉ có một vị trí duy nhất mà những lần sao chép cùng một phiên bản số cái được đặt ở nhiều nơi. Blockchain sẽ lữu trữ thông tin trên các khối thông tin được liên kết với nhau thông qua mã hóa. Thông tin trong Blockchain không thể bị thay đổi và chỉ được cập nhập dữ liệu thêm hoặc giao dịch mới được ghi vào thông qua sự đồng thuận của tất cả các nút trên hệ thống. Ở các nút có trách nhiệm phê duyệt và giám sát mạng bằng cách giải mã các thuật toán với sự giúp đỡ của máy tính. Blockchain sở hữu tính năng vô cùng đặc biệt đó là việc truyền tải dữ liệu không đòi hỏi mộttrung gian để xác nhận thông tin, làm tăng cường an ninh, minh bạch và sự ổn định cũng như giảm thiểu chi phí và lỗi do con người gây ra.

Blockchain làm việc như thế nào?

Như đã nói ở trên, công nghệ Blockchain ghi lại các giao dịch vào sổ cái, ta có thể hiểu như sau: Người dùng A bắt đầu giao dịch với người dùng B thông qua mạng Blockchain, một bằng chứng mật mã nhận dạng (một cặp khóa công khai và riêng tư) được sử dụng để xác định người dùng A và người dùng B là duy nhất. Giao dịch sau đó được chuyển đến vùng nhớ của mạng Blockchain để chờ xác minh và xác nhận giao dịch bởi các nút trên mạng; điều này được gọi là đạt được sự đồng thuận. Sau khi đạt được sự đồng thuận, khối mới (block) được hình thành, khối này chứa tất cả các giao dịch đã xảy ra trong thời gian này. Sau đó, khối này được liên kết với khối gốc trên mạng thông qua chữ ký số và mỗi nút trên mạng sẽ cập nhật bản sao tương ứng. Giai đoạn đạt được sự đồng thuận thông qua sử dụng thuật toán đồng thuận. Mỗi nút trên mạng Blockchain xác nhận thông qua máy tính của nó để chấp nhận các khối hợp lệ gắn với khối gốc hoặc từ chối các khối không hợp lệ. Mỗi giao dịch trong một khối được gắn thẻ dấu thời gian. Hai khối cũng được liên kết với nhau bằng dấu thời gian. Do đó, dữ liệu trên Blockchain có một thuộc tính thời gian và độ dài của chuỗi liên tục phát triển. Blockchain sử dụng phần cứng chuyên dụng để xây dựng dữ liệu mã hóa và hàm băm SHA-256 được sử dụng để ngăn chặn việc giả mạo dữ liệu của người dùng bên thứ ba. Bất kỳ sự thay đổi nào dù là nhỏ nhất thì hàm băm sẽ thay đổi, do đó sẽ bị các nút mạng từ chối. Mỗi nút trên mạng Blockchain duy trì tính bảo mật và độ chính xác của thông tin bằng cách giữ tập hợp đầy dủ các sổ cái của các giao dịch trong quá khứ. Khi mỗi khối mới đang được tạo ra, nút đầu tiên xác thực tất cả các giao dịch trong khối và giải quyết vấn đề bằng thuật toán. Khối mới được tạo ra sẽ gửi cho mạng Blockchain, cho phép các nút duy trì một số cái hoàn thành. Dữ liệu trên sổ cái sẽ tồn tại vĩnh viễn và không thể sửa đổi hoặc giả mạo.

Cách thức hoạt động của Blockchain

Đặc điểm của công nghệ Blockchain

Từ quan điểm kỹ thuật, công nghệ Blockchain có các đặc điểm: Phân tán, truy xuất nguồn gốc và tính bất biến.

Phân tán: Thông tin được tổ chức trên một blockchain tồn tại dưới dạng cơ sở dữ liệu được chia sẻ và hòa hợp liên tục. Cơ sở dữ liệu blockchain không được lưu trữ ở duy nhất một vị trí mà nó được lưu trữ ở tất cả các nút trên toàn hệ thống, cho nên dữ liệu được lưu trữ một cách công khai, dễ kiểm chứng. Vì vậy, khả năng phục hồi dữ liệu rất nhanh nếu có một nút gặp sự cố. Không có một phiên bản tập trung nào của cơ sở dữ liệu này tồn tại. Do đó, hacker khó có cơ hội để tấn công vào cơ sở dữ liệu này.

Truy xuất nguồn gốc và bất biến: Tất cả các giao dịch trên Blockchain được sắp xếp theo thứ tự thời gian và một khối được kết nối với hai khối liền kề trước và sau với nó bằng hàm băm. Do đó, bất kỳ giao dịch giả mạo nào sẽ dẫn đến các giá trị trong hàm băm khác nhau từ đó sẽ bị phát hiện bởi các nút trên toàn mạng đang sử đồng nhất dụng một thuật toán xác nhận.

Các ứng dụng tiềm năng của công nghệ Blockchain trong ngành giáo dục

Trên thực tế, một số trường đại học và viện nghiên cứu đã áp dụng công nghệ Blockchain vào giáo dục, và hầu hết trong số họ sử dụng nó để hỗ trợ quản lý hồ sơ, bằng cấp, chứng chỉ và kết quả học tập của người học.

- Quản lý quá trình học tập

Công nghệ Blockchain có thể  xây dựng và lưu trữ toàn bộ nội dung, kết quả học tập cũng như thành tích học tập của người học. Ngoài ra, các thông tin về kinh nghiệm nghiên cứu, kỹ năng, trải nghiệm, hoạt động ngoại khóa, công tác đoàn thể… cũng được lưu trữ và truy cập một cách an toàn, minh bạch trên mạng Blockchain theo những cách thích hợp. Đại học Nicosia là trường đầu tiên sử dụng công nghệ blockchain để quản lý chứng chỉ của sinh viên từ các nền tảng MOOC. Sony Global Education cũng sử dụng công nghệ Blockchain tạo ra một nền tảng đánh giá toàn cầu để cung cấp dịch vụ lưu trữ và quản lý thông tin bằng cấp. Ngoài ra, Viện Massachusetts của Công nghệ (MIT) và công ty Learning Machine hợp tác thiết kế bài giảng kỹ thuật số cho việc học trực tuyến dựa trên công nghệ blockchain. Sinh viên đã theo học các dự án của MIT Media Lab và thông qua đánh giá sẽ nhận được chứng nhận sẽ được lưu trữ trên một mạng blockchain.

- Hợp đồng thông minh trong giáo dục

Công nghệ Blockchain có thể được áp dụng theo nhiều cách khác nhau vượt ra ngoài đánh giá thành tích học tập. Đối với cả người học và giáo viên, công nghệ Blockchain có tiềm năng lớn cho phát triển ứng dụng rộng hơn về đánh giá hình thành, thiết kế, thực hiện hoạt động dạy và học, theo dõi toàn bộ quá trình này bằng cách sử dụng hợp đồng thông minh.

Một hợp đồng thông minh chạy trên mạng Blockchain về cơ bản là một giao thức máy tính mô phỏng hợp đồng thực tế (như giao dịch kinh tế, việc làm…). Nó có thể hỗ trợ đàm phán hợp đồng, đơn giản hóa các điều khoản hợp đồng, thực thi hợp đồng và xác minh trạng thái thực hiện hợp đồng, đặc biệt là không cần giám sát của bên thứ ba. Hợp đồng thông minh không chỉ làm giảm “chi phí của bên thứ ba” trong các giao dịch truyền thống mà còn đảm bảo an toàn, tin cậy và minh bạch trong giao dịch. Nó giúp cải thiện đáng kể năng lực điều hành và công bằng hơn so với hợp đồng truyền thống. Do đó, nếu giáo viên và học viên thực hiện các hoạt động giảng dạy và học tập dựa trên hợp đồng thông minh, có thể giải quyết được một số vấn đề sau:

Đánh giá kết quả học tập của học viên trong hệ thống giáo dục còn nhiều vấn đề bất cập. Việc đánh giá được hình thành và và hiện tại vẫn đang sử dụng, nhưng nó thật sự chưa phải phương pháp tối ưu nhất. Bởi vì, trên thực tế không dễ dàng để theo dõi mọi chi tiết của quá trình dạy và học. Nếu áp dụng công nghệ Blockchain và hợp đồng thông minh có để giải quyết được vấn đề này. Với các  đặc điểm, tính bất biến, truy xuất nguồn gốc và độ tin cậy của Blockchain thì dữ liệu được ghi trên blockchain sẽ cụ thể hơn, xác thực và chống giả mạo. Khi áp dụng công nghệ này, mỗi học viên sẽ nộp công việc của mình lên nền tảng học tập thông qua tài khoản duy nhất của mình, hợp đồng thông minh chạy trên nền tảng đó sẽ giám sát hiệu suất học tập của học viên và kết quả sẽ được lưu thành các khối. Vì tính phân tán của công nghệ Blockchain nên kết quả này được cập nhật đến các nút trên mạng, do đó kết quả là công khai, minh bạch và chính xác. Điều này đảm bảo tính công bằng trong việc đánh giá kết quả quá trình học tập của học viên.

Đánh giá và giám sát quá trình giảng dạy của giáo viên hiện tại là công việc khó. Việc đánh giá này đang phụ thuộc vào những người quản lý giáo dục và sự phản hồi của học viên. Tuy nhiên, việc đánh giá này có thể giải quyết bằng công nghệ Blockchain và hợp đồng thông minh. Trước tiên, giáo viên cần nộp các hoạt động giảng dạy đã được lập sẵn như một bản hợp đồng thông minh trên mạng Blockchain. Trong quá trình giảng dạy, hợp đồng thông minh sẽ giám sát và đánh giá quá trình đó. Khi giáo viên không thực hiện đúng các yêu cầu, lập tức hợp đồng thông minh sẽ hủy bỏ. Tất quả quá trình này sẽ được lưu lại trên mạng Blockchain, các nhà quản lý giáo dục có thể giám sát, đánh giá và phân loại giáo viên một cách công khai, minh bạch và chính xác.

Mặt khác, công việc đánh giá kết quả học tập của học viên theo hình thức truyền thống vẫn còn tồn tại nhiều yếu điểm. Việc đánh giá còn phụ thuộc nhiều vào ý chí chủ quan, năng lực của người đánh giá, dó đó thiếu tính chính xác, thậm chí còn sai sót. Tình trạng này có thể được thay đổi nếu sử dụng công nghệ Blockchain và hợp đồng thông minh. Tất các các bài kiểm tra đánh giá đều được ghi lại và phân tán đến các nút trên mạng Blockchain. Do đó, dữ liệu là công khai và bất kỳ ai trên mạng có thẩm quyền đều có thể xem xét, đánh giá và thảo luận. Như vậy, việc đánh giá kết quả học tập sẽ minh bạch, chính xác.

- Tương tác giữa người học và nhà tuyển dụng

Đối cơ hội việc làm của học viên và tìm kiếm tài năng của các nhà tuyển dụng sẽ mở ra một hướng mới nhiều triển vọng và tiện dụng khi các doanh nghiệp và các cơ quan cùng kết nôi với mạng Blockchain. Như đã phân tích ở trên, tất cả quá trình học tập, nghiên cứu và mọi hoạt động khác của học viên được ghi lại và lưu trên mạng Block trên. Với đặc điểm bất biến của công nghệ Blockchain, tất cả dữ liệu này chính xác khó có khả năng giả mạo. Người học có thể chia sẻ thông tin trong ID của mình, từ đó các doanh nghiệp và các tổ chức tuyển dụng đễ dàng nắm bắt thông tin của học viên, tìm kiếm các tài năng phù hơp. Còn đối với học viên, dễ dàng tìm kiếm thông tin, yêu cầu của các nhà tuyển dụng để phù hợp với khả năng của mình. Với công nghệ Blockchain nó là một cầu nối quan trọng, tin cậy, minh bạch giữa người học và các nhà tuyển dụng.

Blockchain về cơ bản là sổ cái công nghệ phân tán, sử dụng các kỹ thuật mã hóa và các thuật toán đồng thuận được phân phối để tạo ra các tính năng phân tác, truy xuất nguồn gốc và tính bất biến. Công nghệ này có thể lưu trữ hoàn chỉnh các hành vi học tập của người học và các hoạt động giảng dạy của giáo viên, từ đó đưa ra các bằng chứng tin cậy cho các nhà quản lý giáo dục và các nhà tuyển dụng nhân sự.

Công nghệ Blockchain là một công nghệ hoàn toàn mới, với nhưng ý tưởng này chỉ là những bước đầu áp dụng vào giáo dục. Nó có thể là những nền tảng  quan trọng cho những nhà nghiên cứu và quản lý giáo dục để có thể thiết kế một hệ thống học tập và giảng dạy thông minh, tiện lợi, minh bạch và an toàn.

Quách Như Thế

Bộ môn Toán - Tin học, T32

Tài liệu tham khảo:

- R Beck, JS Czepluch, N Lollike, S Malone, Blockchain-The Gateway to Trust-Free Cryptographic Transactions. In Research Papers from ECIS2016, (Istanbul, 2016).

- M Chung, J Kim, The internet information and technology research directions based on the fourth industrial revolution. KSII Trans. Internet Inf. Syst. 10(3), 1311-1320 (2016).

- R Collins, Blockchain: A new architecture for digital content. EContent 39(8), 22-23 (2016).

- Chen et al. Smart Learning Environments (2018).

- P Devine, Blockchain learning: can crypto-currency methods be appropriated to enhance online learning? Presented at the ALT Online Winter Conference 2015, Online, (United Kingdom, 2015).

- K Fanning, DP Centers, Blockchain and its coming impact on financial services. J. Corp. Account. Finance 27(5), 53-57 (2016) https://doi.org/10.1002/jcaf.22179

- S Haber, WS Stornetta, How to time-stamp a digital document. J. Cryptol. 3(2), 99-111 (1991) https://doi.org/10. 1007/BF00196791.

- MB Hoy, An introduction to the Blockchain and its implications for libraries and medicine. Med. Ref. Serv. Q. 36(3), 273–279 (2017)https://doi.org/10.1080/02763869.2017.1332261.

- A Kosba, A Miller, E Shi, Z Wen, C Papamanthou, in 2016 IEEE Symposium on Security and Privacy (SP). Hawk: The Blockchain Model of Cryptography and Privacy-Preserving Smart Contracts (2016), pp. 839-858https://doi.org/10.1109/SP.2016.55.

- D Kraft, Difficulty control for blockchain-based consensus systems. Peer Peer Netw. Appl. 9(2), 397-413 (2016) https://doi.org/10.1007/s12083-015-0347-x.

- S Nakamoto, Bitcoin: peer-to-peer electronic cash system. (2008) Retrieved from https://bitcoin.org/bitcoin.pdf.

- M Peck, A blockchain currency that beat s bitcoin on privacy. IEEE Spectr. 53(12), 11-13 (2016) https://doi.org/10.1109/MSPEC.2016.7761864.

- K Schwab, The Fourth Industrial Revolution (The Crown Publishing Group, New York City, NY, 2017).

 

Gửi cho bạn bè

Phản hồi

Thông tin người gửi phản hồi

Các tin khác

Nghiên cứu - trao đổi