導語：聯盟鏈構建高校智慧校園(yuan)數據共享平(ping)臺一文來源于(yu)網友上傳，不代表本站觀點(dian)，若需要原創文章可咨詢(xun)客服老師，歡迎參(can)考。

摘要：在高校中，各部門根據自己的職責與需求建設獨立的業務系統，如人事系統、教務系統、財務系統等，各部門獨自管理各自領域的數據。隨著智慧校園的推進，需要將各部門的數據進行統一管理與應用，然而當前以中心化形式存在的數據中心存在著信任、授權、安全等問題。本文基于聯盟鏈技術(shu)(shu)，采用區(qu)塊(kuai)+鏈的(de)(de)存儲(chu)方式，并通過Raft共識(shi)機制完成各(ge)節點的(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)同步，最后通過智能(neng)合約(yue)的(de)(de)方式完成數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)的(de)(de)訪(fang)問(wen)與應用。基(ji)于(yu)聯(lian)盟鏈技術(shu)(shu)的(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)共享(xiang)平臺可以解決數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)安全性、權限控制、隨意篡改等問(wen)題，消除數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)孤島，提高數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)的(de)(de)共享(xiang)與利(li)用。

關鍵詞：聯盟鏈；Raft；智能合約；數據孤島；數據安全(quan)

1引言

自2019年10月24日將區(qu)塊(kuai)(kuai)鏈上升為國(guo)(guo)(guo)家戰(zhan)略(lve)以來，我國(guo)(guo)(guo)相繼出臺相關政(zheng)策(ce)支持區(qu)塊(kuai)(kuai)鏈研(yan)究。區(qu)塊(kuai)(kuai)鏈作為比特(te)幣(bi)的(de)底(di)層(ceng)基(ji)礎架構(gou)，被視為繼蒸汽機(ji)、電(dian)氣化(hua)(hua)、計(ji)算機(ji)之后第四(si)次工(gong)業(ye)革命的(de)重要(yao)成(cheng)(cheng)果(guo)[1]。區(qu)塊(kuai)(kuai)鏈技術在教育、醫療、金(jin)融、政(zheng)務(wu)、電(dian)子存證、數(shu)(shu)字身(shen)份等(deng)(deng)各(ge)領(ling)域不斷鋪(pu)開(kai)，場景(jing)的(de)深入(ru)化(hua)(hua)和多(duo)元化(hua)(hua)不斷加深。通(tong)過融合區(qu)塊(kuai)(kuai)鏈技術和高校(xiao)(xiao)(xiao)信(xin)息化(hua)(hua)建(jian)設(she)(she)，優化(hua)(hua)和重塑高校(xiao)(xiao)(xiao)數(shu)(shu)據共(gong)享(xiang)、教學科(ke)研(yan)、行(xing)政(zheng)辦公(gong)等(deng)(deng)，從數(shu)(shu)據層(ceng)面(mian)、業(ye)務(wu)層(ceng)面(mian)、體制層(ceng)面(mian)等(deng)(deng)進(jin)行(xing)重構(gou)，對今(jin)后的(de)高校(xiao)(xiao)(xiao)信(xin)息化(hua)(hua)新基(ji)建(jian)提供路徑創新。2018年國(guo)(guo)(guo)家標準化(hua)(hua)管(guan)理委員會公(gong)布(bu)《智(zhi)慧(hui)校(xiao)(xiao)(xiao)園(yuan)總體框(kuang)架》，提出“智(zhi)慧(hui)校(xiao)(xiao)(xiao)園(yuan)=1個數(shu)(shu)據中(zhong)心(xin)+智(zhi)慧(hui)校(xiao)(xiao)(xiao)園(yuan)基(ji)礎設(she)(she)施+八類(lei)智(zhi)慧(hui)校(xiao)(xiao)(xiao)園(yuan)應(ying)用系統+智(zhi)慧(hui)性資源”的(de)概念。步入(ru)2022年，多(duo)數(shu)(shu)高校(xiao)(xiao)(xiao)已(yi)經(jing)完成(cheng)(cheng)系統集(ji)成(cheng)(cheng)、門(men)戶集(ji)成(cheng)(cheng)、統一(yi)資源平臺、云平臺等(deng)(deng)信(xin)息化(hua)(hua)建(jian)設(she)(she)，越(yue)(yue)來越(yue)(yue)多(duo)的(de)高校(xiao)(xiao)(xiao)信(xin)息化(hua)(hua)建(jian)設(she)(she)重心(xin)開(kai)始向智(zhi)慧(hui)化(hua)(hua)建(jian)設(she)(she)方(fang)向轉移[2]。雖然高校(xiao)(xiao)(xiao)已(yi)經(jing)進(jin)行(xing)了十幾(ji)年的(de)智(zhi)慧(hui)校(xiao)(xiao)(xiao)園(yuan)建(jian)設(she)(she)，但全國(guo)(guo)(guo)范圍內智(zhi)慧(hui)校(xiao)(xiao)(xiao)園(yuan)取(qu)(qu)得(de)良好成(cheng)(cheng)果(guo)的(de)高校(xiao)(xiao)(xiao)案(an)(an)例占比很低(di)，其(qi)中(zhong)成(cheng)(cheng)功的(de)建(jian)設(she)(she)案(an)(an)例也主要(yao)集(ji)中(zhong)于高校(xiao)(xiao)(xiao)的(de)某一(yi)個業(ye)務(wu)點。高校(xiao)(xiao)(xiao)智(zhi)慧(hui)校(xiao)(xiao)(xiao)園(yuan)建(jian)設(she)(she)難(nan)以取(qu)(qu)得(de)良好成(cheng)(cheng)果(guo)的(de)一(yi)個重要(yao)原因是數(shu)(shu)據管(guan)理與共(gong)享(xiang)問題(ti)[3]。

2高校內數據現狀

隨(sui)著(zhu)智慧校(xiao)園建設的(de)不斷深入，越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的(de)學校(xiao)意識到(dao)，一個部(bu)門(men)收集到(dao)的(de)大量數據可以(yi)幫(bang)助其(qi)(qi)他部(bu)門(men)實現工作目標。但在實踐(jian)中，或是出于想保護本部(bu)門(men)數據，或是不同部(bu)門(men)間(jian)數據庫不兼容，總(zong)之最終導(dao)致很多(duo)數據難以(yi)在校(xiao)園內共享，難以(yi)充分發揮(hui)其(qi)(qi)價值。

2.1數據安全問題

高校(xiao)數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)包括教務數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)、財務資產數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)、辦公(gong)數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)、科(ke)研數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)、圖書數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)、消費數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)等(deng)(deng)，這(zhe)些(xie)都是不可(ke)外泄且不可(ke)篡改的數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)，需要進行嚴格管控，但可(ke)能存在業務辦理(li)人(ren)(ren)員、系(xi)統(tong)管理(li)人(ren)(ren)員、數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)庫管理(li)人(ren)(ren)員等(deng)(deng)多方串通對系(xi)統(tong)中的某些(xie)數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)進行篡改、泄露，或(huo)不法(fa)分子通過攻擊高校(xiao)信息系(xi)統(tong)獲取數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)并濫用的情況，這(zhe)將對個(ge)人(ren)(ren)隱(yin)私、數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)可(ke)信度、學(xue)校(xiao)形(xing)象(xiang)等(deng)(deng)造成(cheng)嚴重影響(xiang)與巨大損失。

2.2數據質量問題

數(shu)據(ju)(ju)(ju)質(zhi)量是(shi)(shi)保(bao)障智慧(hui)校(xiao)園建(jian)設質(zhi)量的(de)基礎，“壞”數(shu)據(ju)(ju)(ju)比(bi)沒有數(shu)據(ju)(ju)(ju)更糟糕。在高校(xiao)信息化建(jian)設過(guo)程中暴露出(chu)很多數(shu)據(ju)(ju)(ju)質(zhi)量不(bu)(bu)足的(de)問(wen)(wen)題，主要(yao)(yao)由三個方(fang)面造成(cheng)：一是(shi)(shi)數(shu)據(ju)(ju)(ju)源頭不(bu)(bu)明確，造成(cheng)數(shu)據(ju)(ju)(ju)唯一性(xing)(xing)、準確性(xing)(xing)問(wen)(wen)題，主要(yao)(yao)原因是(shi)(shi)部門管理職(zhi)能有所(suo)重(zhong)疊以及多個業務(wu)系(xi)統重(zhong)復采集。二是(shi)(shi)數(shu)據(ju)(ju)(ju)格式(shi)(shi)不(bu)(bu)統一不(bu)(bu)完整(zheng)，對(dui)數(shu)據(ju)(ju)(ju)的(de)完整(zheng)性(xing)(xing)和語法等問(wen)(wen)題造成(cheng)影響，這是(shi)(shi)由于(yu)不(bu)(bu)同(tong)部門甚至不(bu)(bu)同(tong)操作員對(dui)同(tong)一數(shu)據(ju)(ju)(ju)的(de)處理方(fang)式(shi)(shi)不(bu)(bu)一致(zhi)或(huo)誤(wu)操作導致(zhi)。三是(shi)(shi)數(shu)據(ju)(ju)(ju)不(bu)(bu)及時，造成(cheng)時效性(xing)(xing)、準確性(xing)(xing)問(wen)(wen)題，由于(yu)數(shu)據(ju)(ju)(ju)采集周(zhou)期(qi)、同(tong)步(bu)推(tui)送(song)(song)周(zhou)期(qi)、同(tong)步(bu)推(tui)送(song)(song)方(fang)式(shi)(shi)等問(wen)(wen)題，導致(zhi)各使用(yong)端使用(yong)的(de)數(shu)據(ju)(ju)(ju)可能不(bu)(bu)是(shi)(shi)最新的(de)。

2.3數據共(gong)享問題

智慧校園(yuan)的(de)(de)建設依賴于各個(ge)部(bu)(bu)門的(de)(de)數(shu)據(ju)(ju)，但現(xian)(xian)實是在(zai)高校內(nei)數(shu)據(ju)(ju)共享存(cun)在(zai)幾(ji)個(ge)問(wen)題：一是信息(xi)(xi)孤(gu)島和信息(xi)(xi)煙囪(cong)的(de)(de)現(xian)(xian)象在(zai)高校中(zhong)真(zhen)實存(cun)在(zai)。二是同時(shi)多個(ge)部(bu)(bu)門共享出來的(de)(de)數(shu)據(ju)(ju)有限(xian)，不(bu)(bu)能支撐智慧校園(yuan)的(de)(de)建設需(xu)求。三(san)是共享時(shi)效性(xing)無法保(bao)證。四是共享技(ji)術(shu)手段(duan)不(bu)(bu)能完全通(tong)(tong)過自動化(hua)技(ji)術(shu)實現(xian)(xian)，很多場景(jing)下還需(xu)要通(tong)(tong)過拷貝數(shu)據(ju)(ju)文件(jian)的(de)(de)方(fang)式導(dao)入到其他業(ye)務系(xi)統。造成這些問(wen)題的(de)(de)原因也是多方(fang)面的(de)(de)，包括各部(bu)(bu)門信息(xi)(xi)化(hua)標準不(bu)(bu)一致、數(shu)據(ju)(ju)的(de)(de)安(an)全性(xing)要求高、數(shu)據(ju)(ju)的(de)(de)訪問(wen)權限(xian)、技(ji)術(shu)手段(duan)達不(bu)(bu)到等(deng)。

3區塊鏈應用設計

本文研究的需要上鏈的數據，主要是指在高校業務開展中產生的應用價值高，共享需求強，安全性要求嚴格的需要上鏈的全域數據，而不是全量數據。基于聯盟鏈構建的數據共享平臺的主要功能是對需要上鏈的數據，做好數據安全、數據質量及數據共享方面的管理工作。主要目的是利用區塊鏈技術解決高校存在的數據管理與共享問題，建立一套安全、完整、準確、及時的高校數據共享系統。從而實現：一，實現數據資源在全校各部門共享和流轉，提升數據的服務能力，降低數據利用的安全風險，進一步挖掘數據的價值，為智慧校園建立優質的(de)數(shu)據(ju)(ju)基礎；二，通(tong)過區塊鏈技術(shu)輔助各(ge)部門建立一套(tao)通(tong)用數(shu)據(ju)(ju)標(biao)準，并通(tong)過智能(neng)合約規約數(shu)據(ju)(ju)的(de)共享與(yu)交互，這不僅可(ke)以減少(shao)人(ren)工(gong)參與(yu)，提高數(shu)據(ju)(ju)準確(que)率，節約人(ren)工(gong)成本(ben)(ben)及(ji)運維成本(ben)(ben)，還可(ke)以減少(shao)各(ge)系統內部數(shu)據(ju)(ju)的(de)重復(fu)采(cai)集和功能(neng)的(de)重復(fu)開發(fa)，降低系統的(de)研發(fa)成本(ben)(ben)。

3.1區塊鏈數據結構

區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)鏈是(shi)一(yi)(yi)種(zhong)源自于“比特幣(bi)”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)底層(ceng)技術，是(shi)分布式(shi)賬本(ben)和(he)(he)去中(zhong)(zhong)心網絡的(de)(de)(de)(de)(de)(de)組合(he)。其(qi)中(zhong)(zhong)，分布式(shi)賬本(ben)是(shi)由區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)連接(jie)形成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鏈。從第一(yi)(yi)個(ge)(ge)區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)即(ji)所謂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)創世區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)開(kai)始，新增的(de)(de)(de)(de)(de)(de)區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)不(bu)斷(duan)地被(bei)連到上一(yi)(yi)個(ge)(ge)區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)后面(mian)，形成(cheng)(cheng)一(yi)(yi)條鏈條。每個(ge)(ge)區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)由區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)頭(tou)(tou)部和(he)(he)區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)組成(cheng)(cheng)。區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)頭(tou)(tou)部中(zhong)(zhong)有(you)一(yi)(yi)個(ge)(ge)哈(ha)希(xi)指針指向上一(yi)(yi)個(ge)(ge)區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)，這個(ge)(ge)哈(ha)希(xi)指針包含前(qian)一(yi)(yi)個(ge)(ge)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)哈(ha)希(xi)值(zhi)。哈(ha)希(xi)值(zhi)可(ke)以被(bei)看成(cheng)(cheng)是(shi)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)指紋(wen)，即(ji)在(zai)(zai)后一(yi)(yi)個(ge)(ge)區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)頭(tou)(tou)部中(zhong)(zhong)均存(cun)儲(chu)有(you)上一(yi)(yi)個(ge)(ge)區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)指紋(wen)。如果(guo)上一(yi)(yi)個(ge)(ge)區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)被(bei)篡(cuan)改(gai)了，那么數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)和(he)(he)指紋(wen)就(jiu)(jiu)對不(bu)上號，篡(cuan)改(gai)行為就(jiu)(jiu)被(bei)發現了。要改(gai)變一(yi)(yi)個(ge)(ge)區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)，對其(qi)后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)每個(ge)(ge)區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)都必須(xu)相應(ying)地進(jin)行修改(gai)。在(zai)(zai)比特幣(bi)中(zhong)(zhong)，區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)鏈的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)中(zhong)(zhong)有(you)兩(liang)種(zhong)基于哈(ha)希(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)，它們均是(shi)不(bu)可(ke)篡(cuan)改(gai)特性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)基礎。一(yi)(yi)種(zhong)是(shi)形成(cheng)(cheng)“區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)+鏈”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鏈狀數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)，可(ke)使對某一(yi)(yi)區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)內的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)修改(gai)很容易被(bei)發現；另一(yi)(yi)個(ge)(ge)是(shi)哈(ha)希(xi)指針形成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)梅克(ke)爾樹[4]，可(ke)使得(de)對區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)中(zhong)(zhong)任(ren)何(he)交易數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)修改(gai)很容易被(bei)發現。在(zai)(zai)高校數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)鏈底層(ceng)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)設計中(zhong)(zhong)，可(ke)以采用類似的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)進(jin)行數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)記(ji)錄。

3.2共識算法

區塊(kuai)鏈(lian)(lian)之(zhi)(zhi)所(suo)(suo)(suo)以(yi)需要(yao)(yao)共(gong)識(shi)(shi)機(ji)(ji)(ji)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)是(shi)(shi)(shi)因為(wei)(wei)區塊(kuai)鏈(lian)(lian)網絡(luo)是(shi)(shi)(shi)一(yi)(yi)個(ge)(ge)非(fei)基于(yu)(yu)信(xin)(xin)任(ren)的(de)(de)去(qu)(qu)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)心網絡(luo)，并且這(zhe)(zhe)些節點(dian)分散在(zai)網絡(luo)條件(jian)差異非(fei)常大(da)的(de)(de)全(quan)球互聯(lian)(lian)網之(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)。共(gong)識(shi)(shi)機(ji)(ji)(ji)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)即為(wei)(wei)這(zhe)(zhe)些節點(dian)達成(cheng)一(yi)(yi)致的(de)(de)機(ji)(ji)(ji)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)。網絡(luo)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)各節點(dian)愿(yuan)意打包(bao)(bao)交(jiao)易(yi)、維護賬本(ben)(ben)，它(ta)們并非(fei)出(chu)(chu)(chu)于(yu)(yu)“善意”，而(er)是(shi)(shi)(shi)因為(wei)(wei)它(ta)們能因這(zhe)(zhe)些生(sheng)成(cheng)區塊(kuai)的(de)(de)行(xing)為(wei)(wei)獲得(de)某種形式的(de)(de)激勵。本(ben)(ben)文(wen)對(dui)公有(you)鏈(lian)(lian)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)經(jing)典(dian)(dian)的(de)(de)POW共(gong)識(shi)(shi)算(suan)(suan)法(fa)及聯(lian)(lian)盟(meng)鏈(lian)(lian)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)經(jing)典(dian)(dian)的(de)(de)Raft共(gong)識(shi)(shi)算(suan)(suan)法(fa)展(zhan)開說明(ming)。3.2.1POWPOW（工作(zuo)量證(zheng)明(ming)）是(shi)(shi)(shi)比(bi)特幣所(suo)(suo)(suo)采用(yong)的(de)(de)共(gong)識(shi)(shi)機(ji)(ji)(ji)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，在(zai)比(bi)特幣系統(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，工作(zuo)量證(zheng)明(ming)主要(yao)(yao)通過計(ji)算(suan)(suan)來猜測一(yi)(yi)個(ge)(ge)隨(sui)機(ji)(ji)(ji)數（nonce），使(shi)它(ta)拼湊(cou)交(jiao)易(yi)數據后的(de)(de)內(nei)容的(de)(de)Hash值(zhi)滿(man)足哈希值(zhi)前N位(wei)為(wei)(wei)0的(de)(de)個(ge)(ge)數。由于(yu)(yu)Hash值(zhi)在(zai)數學上主要(yao)(yao)采用(yong)群舉(ju)法(fa)碰撞所(suo)(suo)(suo)得(de)，需要(yao)(yao)進行(xing)大(da)量的(de)(de)計(ji)算(suan)(suan)，只(zhi)要(yao)(yao)能提出(chu)(chu)(chu)滿(man)足要(yao)(yao)求(qiu)的(de)(de)隨(sui)機(ji)(ji)(ji)數的(de)(de)礦工就(jiu)被(bei)認為(wei)(wei)付出(chu)(chu)(chu)了(le)(le)一(yi)(yi)定的(de)(de)工作(zuo)量，可(ke)以(yi)獲得(de)除了(le)(le)與新(xin)區塊(kuai)相(xiang)(xiang)關的(de)(de)獎(jiang)勵之(zhi)(zhi)外，還(huan)可(ke)以(yi)得(de)到區塊(kuai)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)包(bao)(bao)含的(de)(de)所(suo)(suo)(suo)有(you)交(jiao)易(yi)付出(chu)(chu)(chu)的(de)(de)交(jiao)易(yi)費。POW共(gong)識(shi)(shi)機(ji)(ji)(ji)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)創造了(le)(le)可(ke)以(yi)在(zai)完(wan)全(quan)不信(xin)(xin)任(ren)環境(jing)下(xia)參(can)與者仍(reng)然可(ke)以(yi)達成(cheng)共(gong)識(shi)(shi)的(de)(de)方案(an)。從比(bi)特幣來看，POW存(cun)在(zai)明(ming)顯缺陷，首(shou)先是(shi)(shi)(shi)需要(yao)(yao)大(da)量的(de)(de)算(suan)(suan)力，造成(cheng)資源浪費；其次是(shi)(shi)(shi)長(chang)達10分鐘的(de)(de)交(jiao)易(yi)確認時(shi)間(jian)使(shi)其不適(shi)合(he)上鏈(lian)(lian)頻繁的(de)(de)系統(tong)。3.2.2RaftRaft共(gong)識(shi)(shi)算(suan)(suan)法(fa)是(shi)(shi)(shi)工程上使(shi)用(yong)較為(wei)(wei)廣泛的(de)(de)強一(yi)(yi)致性、去(qu)(qu)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)心化、高可(ke)用(yong)的(de)(de)分布式協(xie)議(yi)。Raft機(ji)(ji)(ji)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)是(shi)(shi)(shi)相(xiang)(xiang)同的(de)(de)初識(shi)(shi)狀態+相(xiang)(xiang)同的(de)(de)輸入=相(xiang)(xiang)同的(de)(de)結束(shu)狀態。Raft會(hui)(hui)(hui)先選(xuan)舉(ju)出(chu)(chu)(chu)leader，leader完(wan)全(quan)負責replicatedlog的(de)(de)管理(li)。leader負責接受所(suo)(suo)(suo)有(you)客戶(hu)端更新(xin)請求(qiu)，然后復制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)到follower節點(dian)，并在(zai)“安全(quan)”的(de)(de)時(shi)候執行(xing)這(zhe)(zhe)些請求(qiu)。系統(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)只(zhi)能有(you)一(yi)(yi)個(ge)(ge)leader，如(ru)果(guo)一(yi)(yi)段時(shi)間(jian)內(nei)，發(fa)現(xian)沒(mei)有(you)leader，則大(da)家通過選(xuan)舉(ju)投票(piao)選(xuan)出(chu)(chu)(chu)leader，leader會(hui)(hui)(hui)不停地(di)給follower發(fa)送心跳(tiao)消息，表示(shi)自己存(cun)活，如(ru)果(guo)leader故障，那么follower會(hui)(hui)(hui)轉為(wei)(wei)candidate，重新(xin)選(xuan)舉(ju)出(chu)(chu)(chu)leader。聯(lian)(lian)盟(meng)鏈(lian)(lian)僅針對(dui)聯(lian)(lian)盟(meng)成(cheng)員開放全(quan)部或(huo)部分功能，所(suo)(suo)(suo)以(yi)聯(lian)(lian)盟(meng)規則就(jiu)是(shi)(shi)(shi)聯(lian)(lian)盟(meng)鏈(lian)(lian)的(de)(de)權限機(ji)(ji)(ji)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)。聯(lian)(lian)盟(meng)鏈(lian)(lian)適(shi)用(yong)于(yu)(yu)機(ji)(ji)(ji)構間(jian)的(de)(de)信(xin)(xin)息共(gong)享，如(ru)交(jiao)易(yi)、結算(suan)(suan)等場景。高校(xiao)內(nei)部適(shi)合(he)采用(yong)聯(lian)(lian)盟(meng)鏈(lian)(lian)技(ji)術，而(er)Raft就(jiu)是(shi)(shi)(shi)聯(lian)(lian)盟(meng)鏈(lian)(lian)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)可(ke)采用(yong)的(de)(de)經(jing)典(dian)(dian)共(gong)識(shi)(shi)機(ji)(ji)(ji)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)。但Raft算(suan)(suan)法(fa)并不嚴格保證(zheng)抗欺騙性，無(wu)法(fa)應對(dui)非(fei)拜占庭錯誤，需要(yao)(yao)在(zai)其基礎上進行(xing)優化設計(ji)。

3.3智能合約

尼克?薩博最(zui)(zui)早于1994年提出(chu)了智能(neng)(neng)(neng)合(he)(he)(he)約(yue)(yue)，他(ta)定(ding)(ding)義道：“一(yi)個(ge)智能(neng)(neng)(neng)合(he)(he)(he)約(yue)(yue)是(shi)，一(yi)個(ge)計(ji)(ji)算機化(hua)(hua)的(de)(de)交易協議，它執(zhi)行一(yi)個(ge)合(he)(he)(he)約(yue)(yue)的(de)(de)條款。智能(neng)(neng)(neng)合(he)(he)(he)約(yue)(yue)的(de)(de)設計(ji)(ji)目標是(shi)，執(zhi)行一(yi)般(ban)的(de)(de)合(he)(he)(he)同條件，最(zui)(zui)大限度地減(jian)少惡意(yi)和意(yi)外的(de)(de)狀況(kuang)，最(zui)(zui)大限度地減(jian)少使用信任(ren)中(zhong)(zhong)介”。他(ta)認為，智能(neng)(neng)(neng)合(he)(he)(he)約(yue)(yue)的(de)(de)目標是(shi)，用事先(xian)確定(ding)(ding)的(de)(de)代碼自動(dong)執(zhi)行合(he)(he)(he)約(yue)(yue)條款，無須人工(gong)干預和第(di)三方中(zhong)(zhong)介。智能(neng)(neng)(neng)合(he)(he)(he)約(yue)(yue)中(zhong)(zhong)的(de)(de)“智能(neng)(neng)(neng)”，就意(yi)味著(zhu)自動(dong)化(hua)(hua)、可編程(cheng)。智能(neng)(neng)(neng)合(he)(he)(he)約(yue)(yue)的(de)(de)出(chu)現(xian)，使區(qu)(qu)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)鏈不(bu)僅能(neng)(neng)(neng)處理簡單的(de)(de)轉賬功(gong)能(neng)(neng)(neng)，還能(neng)(neng)(neng)實(shi)現(xian)復雜的(de)(de)業務邏輯，極(ji)大地推動(dong)了區(qu)(qu)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)鏈技(ji)術(shu)發展，加速應用落地。基(ji)于區(qu)(qu)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)鏈的(de)(de)分布式應用DAPP的(de)(de)底層技(ji)術(shu)就是(shi)“區(qu)(qu)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)鏈+智能(neng)(neng)(neng)合(he)(he)(he)約(yue)(yue)”。第(di)一(yi)個(ge)結(jie)合(he)(he)(he)了區(qu)(qu)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)鏈與(yu)智能(neng)(neng)(neng)合(he)(he)(he)約(yue)(yue)技(ji)術(shu)的(de)(de)平臺——以太(tai)坊的(de)(de)誕(dan)生，被認為是(shi)開啟了“區(qu)(qu)塊(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)(kuai)鏈2.0”時代。智能(neng)(neng)(neng)合(he)(he)(he)約(yue)(yue)能(neng)(neng)(neng)在聯盟鏈中(zhong)(zhong)實(shi)現(xian)邏輯與(yu)數(shu)據的(de)(de)分離，用來實(shi)現(xian)系統應用層面的(de)(de)功(gong)能(neng)(neng)(neng)。

4系統實現

高(gao)校(xiao)(xiao)區(qu)塊(kuai)鏈(lian)(lian)(lian)系(xi)(xi)統(tong)(tong)中，參(can)(can)與(yu)(yu)者為(wei)各(ge)(ge)(ge)個(ge)部(bu)(bu)(bu)門(men)(men)，由于(yu)高(gao)校(xiao)(xiao)組織架構相對穩定(ding)，所以將采用(yong)聯盟鏈(lian)(lian)(lian)技(ji)(ji)(ji)術(shu)為(wei)主，結合(he)私有(you)鏈(lian)(lian)(lian)技(ji)(ji)(ji)術(shu)，提供(gong)有(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)技(ji)(ji)(ji)術(shu)手段確保數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)在(zai)具(ju)有(you)共(gong)同目標但是(shi)相互(hu)之間不(bu)(bu)完全信(xin)任的(de)(de)(de)(de)各(ge)(ge)(ge)部(bu)(bu)(bu)門(men)(men)之間共(gong)享。高(gao)校(xiao)(xiao)區(qu)塊(kuai)鏈(lian)(lian)(lian)系(xi)(xi)統(tong)(tong)將基(ji)于(yu)區(qu)塊(kuai)鏈(lian)(lian)(lian)技(ji)(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)高(gao)校(xiao)(xiao)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)系(xi)(xi)統(tong)(tong)分為(wei)四層(ceng)(ceng)展(zhan)開研究與(yu)(yu)建(jian)設(she)，分別為(wei)訪問層(ceng)(ceng)、應(ying)用(yong)層(ceng)(ceng)、服務層(ceng)(ceng)和平臺層(ceng)(ceng)。（1）訪問層(ceng)(ceng)主要面(mian)向(xiang)智慧校(xiao)(xiao)園建(jian)設(she)的(de)(de)(de)(de)各(ge)(ge)(ge)個(ge)業(ye)務系(xi)(xi)統(tong)(tong)，業(ye)務系(xi)(xi)統(tong)(tong)通過(guo)高(gao)校(xiao)(xiao)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)系(xi)(xi)統(tong)(tong)中獲取所需的(de)(de)(de)(de)全域數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)，避(bi)免(mian)從多(duo)個(ge)業(ye)務部(bu)(bu)(bu)門(men)(men)進行數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)對接所存在(zai)的(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)沖突、數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)時效(xiao)性(xing)、數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)格式(shi)不(bu)(bu)統(tong)(tong)一等問題(ti)。（2）應(ying)用(yong)層(ceng)(ceng)是(shi)面(mian)向(xiang)各(ge)(ge)(ge)個(ge)部(bu)(bu)(bu)門(men)(men)，提供(gong)用(yong)于(yu)各(ge)(ge)(ge)部(bu)(bu)(bu)門(men)(men)維護(hu)上(shang)鏈(lian)(lian)(lian)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)以及制(zhi)定(ding)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)訪問策略等功(gong)能(neng)。包括各(ge)(ge)(ge)部(bu)(bu)(bu)門(men)(men)按照系(xi)(xi)統(tong)(tong)指定(ding)的(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)規(gui)范進行上(shang)鏈(lian)(lian)(lian)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)標準(zhun)化操(cao)作(zuo)，指定(ding)哪些部(bu)(bu)(bu)門(men)(men)有(you)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)訪問操(cao)作(zuo)權限(xian)，查看數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)操(cao)作(zuo)日志等。（3）服務層(ceng)(ceng)是(shi)根據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)我校(xiao)(xiao)及各(ge)(ge)(ge)部(bu)(bu)(bu)門(men)(men)政策要求研發不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)(de)智能(neng)合(he)約，為(wei)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)共(gong)享交互(hu)建(jian)立自動化處理機(ji)制(zhi)，避(bi)免(mian)人(ren)(ren)工參(can)(can)與(yu)(yu)的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)安(an)全性(xing)與(yu)(yu)出錯率，降低(di)人(ren)(ren)力成本(ben)。（4）平臺層(ceng)(ceng)是(shi)提供(gong)共(gong)識機(ji)制(zhi)、智能(neng)合(he)約、數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)存儲、加密技(ji)(ji)(ji)術(shu)等區(qu)塊(kuai)鏈(lian)(lian)(lian)基(ji)礎服務能(neng)力，平臺層(ceng)(ceng)用(yong)于(yu)保障數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)傳輸與(yu)(yu)訪問安(an)全，在(zai)各(ge)(ge)(ge)部(bu)(bu)(bu)門(men)(men)之間建(jian)立信(xin)任關系(xi)(xi)，為(wei)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)提供(gong)存儲功(gong)能(neng)等。

5結論

本文研究了利用聯盟鏈技術解決高校內全域數據進行數據共享的問題。通過將各部門的數據上鏈，然后利用智能合約控制數據訪問與應用，解決了現在存在的通過excel等文件拷貝、部門數據隨意篡改、中心化的數據中心、基礎數據重復采集等問題。基于聯盟鏈構建的高校智慧校園數據共享平臺，可以(yi)實現不(bu)同部門、不(bu)同應用系統之間的(de)數(shu)據(ju)共(gong)享，消除數(shu)據(ju)孤島、數(shu)據(ju)資(zi)源(yuan)浪費等問題。最終使得學(xue)校的(de)所有數(shu)據(ju)資(zi)源(yuan)能夠實現互(hu)聯互(hu)通，數(shu)據(ju)資(zi)源(yuan)得到充分的(de)共(gong)享和利用。

參考文獻：

[1]單康康，袁(yuan)書宏，等.區塊鏈(lian)在高校信息(xi)化建設中的應用研究[J].中國(guo)教育信息(xi)化，2021（03）：36-39.

[2]汪煒(wei).智慧(hui)校(xiao)園環(huan)境下高(gao)校(xiao)信息化教(jiao)學模式探究[J].教(jiao)育信息化論壇，2021（12）：29-30.

[3]劉(liu)李飛(fei).智慧校園背景下高校數據共享的應(ying)用(yong)研究[J].信息通信，2020（06）：109-111.

[4]蔡磊，朱燕超等(deng).面向區塊鏈的高效物化視圖維護和可(ke)信查(cha)詢(xun)[J].軟件學報，2020，31（03）：680-694.

作者(zhe):祝恒恒 徐(xu)俊 么冰 單(dan)位(wei):徐(xu)州(zhou)工(gong)程(cheng)學院