一种基于区块链的在线教学共识系统及学习记录方法技术方案

本发明专利技术为一种基于区块链的在线教学共识系统及学习记录方法，包括在线教学共识系统10、在线教学信息规范接口20以及若干在线教学平台30，所述在线教学共识系统10上运行有基于区块链的学习记录方法，与若干在线教学平台30共同构成区块链系统，所述在线教学共识系统10与若干所述在线教学平台30通过网络实现物理互连，所述在线教学共识系统10与若干所述在线教学平台30通过所述在线教学信息规范接口20实现数据互通。采用了基于区块链的在线教学共识系统技术，可与任意符合接口规范的在线教学平台对接，解决了个体或相同学习群体的在线学习经历无法统一管理、在线教学的成绩考核在跨平台情况下也难以取得互通共识的统一认证的问题。

An online teaching consensus system and learning record method based on blockchain

【技术实现步骤摘要】
一种基于区块链的在线教学共识系统及学习记录方法
本申请涉及计算机领域，具体涉及一种基于区块链的在线教学共识系统及学习记录方法。
技术介绍
近年来，开放教育资源为广大学习者和教育工作者提供了丰富、开放的学习资源，在不久的将来，在线教学将与线下教学齐头并进，在线教学的比重将会越来越大。然而每个人在不同阶段所选用的在线教学平台不同，相同学习群体所选用的在线教学工具也有不同，这就造成了个体或相同学习群体的在线学习经历无法统一管理，在线教学的成绩考核在跨平台情况下也难以取得互通共识的统一认证。这就为在线教学的资源整合和统筹发展造成了难以克服的鸿沟，进而制约了在线教育的发展。因此亟需一种可灵活接入各类在线教学平台，为在线教学提供具有共识能力的跨平台互认机制的技术手段。
技术实现思路
本申请提供一种基于区块链的在线教学共识系统及学习记录方法，以解决由于现有的在线教育平台众多，造成了学习个体或相同学习群体的在线学习经历无法统一管理，同时在线教学的成绩考核在跨平台情况下难以取得互通共识的统一认证，极大制约在线教育的发展的技术问题，以实现灵活接入各类在线教学平台，为在线教学提供具有共识能力的跨平台互认机制的有益效果。本专利技术的具体技术方案为：一种基于区块链的在线教学共识系统，包括在线教学共识系统、在线教学信息规范接口以及若干在线教学平台，所述在线教学共识系统上运行有基于区块链的学习记录程序，与若干在线教学平台共同构成区块链系统，所述在线教学共识系统与若干所述在线教学平台通过网络实现物理互连，所述在线教学共识系统与若干所述在线教学平台通过所述在线教学信息规范接口实现数据互通。进一步，所述在线教学共识系统包括：用户服务模块，用于为在线教学平台的用户提供注册、操作记录数据存储；数据采集模块，与所述用户服务模块数据连接，用于按时间顺序收集用户的学习记录；信用管理模块，与所述数据采集模块数据连接，用于计算、存储和动态管理各个节点的信用值表；区块服务模块，与所述信用管理模块数据连接，用于管理区块链系统的共识策略，并接收数据采集模块传来的信息和处理区块业务数据。进一步，所述网络包括英特网、局域网、自定义协议的自组网络。进一步，所述区块服务模块包括，包括共识管理模块、分布式计算模块、分布式存储模块；所述共识管理模块用于管理区块链系统的共识策略，并根据区块链系统的网络状态自动切换最佳共识策略；所述分布式计算模块用于区块链系统中各节点学习记录的分布式处理，将学习记录拆分为多个带有序号的子数据；所述分布式存储模块向区块链网络广播子数据和拆分列表，用于学习记录的存储及协议的实现，并将生成的新数据区块发布给所有节点。一种基于上述基于区块链的在线教学共识系统的共识学习记录方法，包括以下步骤：S1.以在线教学共识系统和所有接入到系统的在线教学平台为节点，部署区块链系统，采集各节点的在线学习记录，并对区块链系统所有节点的信用值动态管理；S101：用户服务模块对各在线学习平台的用户数据进行管理，并将数据实时发送至数据采集模块；S102：信用管理模块计算区块链系统中各节点的信用值情况；S103：信用管理模块对每个节点的信用值进行动态管理；S2.共识管理模块对所述区块链系统的共识策略进行管理，确保系统在任何阶段都具有高效的共识机制和响应实时性；S3.分布式计算模块将数据采集模块传来的学习记录拆分为多个带有序号的子数据，通过分布式存储模块形成与子数据序号对应的节点的唯一识别码的拆分列表，并向区块链的其他节点广播子数据和拆分列表，进一步提高系统安全性；S301：通过分布式计算模块将学习记录拆分为多个带有序号的子数据；S302：分布式存储模块形成与子数据序号对应的节点的唯一识别码的拆分列表，并向区块链的其他节点广播子数据和拆分列表。进一步，S101步骤中，各类在线教学平台将自身平台的用户信息、学习和操作记录等信息打包形成数据包后，通过在线教学信息规范接口将所述数据包发送给在线教学共识系统的用户服务模块，用户服务模块对数据包进行解析后，得到用户信息、所在教学平台的学习和操作记录信息等，然后将所述信息实时发送给数据采集模块；数据采集模块实时收集学习者的学习记录和操作行为数据，当收集达到预设数量的业务数据或者距离上一次收集业务数据达到一定的时间间隔，数据采集模块将所采集的业务数据信息发送给信用管理模块。进一步，S102步骤中，信用管理模块计算区块链系统中各节点的信用值情况；其中信用值的具体计算方法为，本专利技术所述区块链系统中，当节点A的区块通过哈希指针连接到了节点B的区块上，那么节点B就是节点A的相邻节点，在计算节点A的当前信用值时，信用管理模块向节点B发起数据请求，询问节点A与节点B历史通信中数据包收发成功率，收到节点B的数据回复后，对节点A的信用值F进行计算，计算方法：其中，是节点B与节点A的收发成功率，M是节点B在某个时间段内成功发送的来自节点A的数据包数量，N是在某个时间段内节点B收到的来自节点A的数据包数量，，n-1是节点A的邻节点数量，，是时间周期数；采用信用值F的计算方法，信用管理模块将算得区块链系统中每个节点的信用值。进一步，S103步骤中，信用管理模块对每个节点的信用值进行动态管理，实现信用值动态管理的具体处理过程为：采用信用消耗机制，节点的信用值会随着时间发生变化，信用消耗是指信用值随着时间而降低，节点的最新信用值计算方法为：，其中，是最新信用值，是上一状态的信用值，是前后两次接收信息的时间间隔；是时间常量，取系统心跳周期；是信用消耗速度，是一个常量，可结合具体情况对进行调整。进一步，S2步骤中，所述共识管理模块中管理有多种共识策略，可根据系统运行状态自动选择最佳共识策略，具体共识策略设置如下：可靠性优先策略：可靠性优先策略采用了51%原则，即在区块链中任意节点发起数据请求时，采用区块链系统中所有节点51%以上的节点的共识结果为最终请求结果，可最大程度保证数据的可靠性；但可靠性优先策略将影响系统的响应实时性；平衡策略：在区块链系统受网络质量影响或通信波峰波谷的冲击影响，为了兼顾可靠性和响应效率，设置有平衡策略，所述平衡策略设置如下：根据S1步骤所述，信用管理模块中管理有区块链系统中各节点的信用值，对于n个节点的系统来说，与节点k对应的最新信用值记为，n个节点的最新信用值集合记为，按信用值从高到低顺序排序得到集合，平衡策略中，共识结果的产生以集合中取前51%的节点作为共识参与节点，共识参与节点的51%以上共识结果即为最终请求结果，平衡策略将在保证响应效率的前提下，获得最可靠的共识结果；速度优先策略：在区块链系统通信环境极端恶劣的情况下，为了获得最优的响应效率，设置有速度优先策略，具体处理过程如下：从最新信用值排序集合中选取前α（0<α＜1）的节点作为共识参与节点，在速度优先的策略下，α应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于区块链的在线教学共识系统，其特征在于，包括在线教学共识系统（10）、在线教学信息规范接口（20）以及若干在线教学平台（30），所述在线教学共识系统（10）上运行有基于区块链的学习记录程序，与若干在线教学平台（30）共同构成区块链系统，所述在线教学共识系统（10）与若干所述在线教学平台（30）通过网络实现物理互连，所述在线教学共识系统（10）与若干所述在线教学平台（30）通过所述在线教学信息规范接口（20）实现数据互通。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于区块链的在线教学共识系统，其特征在于，包括在线教学共识系统（10）、在线教学信息规范接口（20）以及若干在线教学平台（30），所述在线教学共识系统（10）上运行有基于区块链的学习记录程序，与若干在线教学平台（30）共同构成区块链系统，所述在线教学共识系统（10）与若干所述在线教学平台（30）通过网络实现物理互连，所述在线教学共识系统（10）与若干所述在线教学平台（30）通过所述在线教学信息规范接口（20）实现数据互通。


2.基于权利要求1所述的基于区块链的在线教学共识系统，其特征在于，所述在线教学共识系统（10）包括：
用户服务模块（101），用于为在线教学平台的用户提供注册、操作记录数据存储；
数据采集模块（102），与所述用户服务模块（101）数据连接，用于按时间顺序收集用户的学习记录；
信用管理模块（103），与所述数据采集模块（102）数据连接，用于计算、存储和动态管理各个节点的信用值表；
区块服务模块（104），与所述信用管理模块（103）数据连接，用于管理区块链系统的共识策略，并接收数据采集模块传来的信息和处理区块业务数据。


3.基于权利要求1所述的基于区块链的在线教学共识系统，其特征在于，所述网络包括英特网、局域网、自定义协议的自组网络。


4.基于权利要求2所述的基于区块链的在线教学共识系统，其特征在于，所述区块服务模块（104）包括，共识管理模块（1041）、分布式计算模块（1042）及分布式存储模块（1043）；
所述共识管理模块（1041）用于管理区块链系统的共识策略，并根据区块链系统的网络状态自动切换最佳共识策略；
所述分布式计算模块（1042）用于区块链系统中各节点学习记录的分布式处理，将学习记录拆分为多个带有序号的子数据；
所述分布式存储模块（1043）向区块链网络广播子数据和拆分列表，用于学习记录的存储及协议的实现，并将生成的新数据区块发布给所有节点。


5.一种基于权利要求4所述的基于区块链的在线教学共识系统的共识学习记录方法，包括以下步骤：
S1.以在线教学共识系统（10）和所有接入到系统的在线教学平台（30）为节点，部署区块链系统，采集各节点的在线学习记录，并对区块链系统所有节点的信用值动态管理；
S101：用户服务模块（101）对各在线学习平台的用户数据进行管理，并将数据实时发送至数据采集模块（102）；
S102：信用管理模块（103）计算区块链系统中各节点的信用值情况；
S103：信用管理模块（103）对每个节点的信用值进行动态管理；
S2.共识管理模块（1041）对所述区块链系统的共识策略进行管理，确保系统在任何阶段都具有高效的共识机制和响应实时性；
S3.分布式计算模块（1042）将数据采集模块（102）传来的学习记录拆分为多个带有序号的子数据，通过分布式存储模块（1043）形成与子数据序号对应的节点的唯一识别码的拆分列表，并向区块链的其他节点广播子数据和拆分列表，进一步提高系统安全性；
S301：通过分布式计算模块（1042）将学习记录拆分为多个带有序号的子数据；
S302：分布式存储模块（1043）形成与子数据序号对应的节点的唯一识别码的拆分列表，并向区块链的其他节点广播子数据和拆分列表。


6.基于权利要求5所述的基于区块链的在线教学共识系统的共识学习记录方法，其特征在于，S101步骤中，各类在线教学平台（30）将自身平台的用户信息、学习和操作记录等信息打包形成数据包后，通过在线教学信息规范接口（20）将所述数据包发送给在线教学共识系统的用户服务模块（101），用户服务模块（101）对数据包进行解析后，得到用户信息、所在教学平台的学习和操作记录信息等，然后将所述信息实时发送给数据采集模块（102）；数据采集模块（102...

【专利技术属性】
技术研发人员：于兴军，王宁，
申请(专利权)人：台州市相闻信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33