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區塊鏈技術的基本特點范文1
根據Melanie Swan在其著作《區塊鏈―新經濟藍圖》一書中的劃分，區塊鏈的應用可從以下3個層次來分析：
區塊鏈1.0是可編程貨幣，是與轉賬、匯款和數字化支付相關的密碼學貨幣應用。
區塊鏈2.0是可編程金融，是經濟、市場和金融領域的區塊鏈應用，例如股票、債券、期貨、貸款、抵押、產權、智能財產和智能合約。
區塊鏈3.0是可編程社會，是超越貨幣、金融和市場的應用，特別是在政府、健康、科學、文化和藝術領域的應用。
根據申萬宏源的研究分析，目前，數字貨幣已經比較成熟，擁有較多用例。區塊鏈2.0時代中，數字資產記錄登記和金融領域的應用，例如去中心化交易，有較大概率成為后續最容易大范圍落地的應用領域（如圖1、圖2所示）。
區塊鏈1.0：可編程貨幣
通過這一層次的應用，區塊鏈技術首先起到攪動金融市場的作用。大型金融機構諸如紐交所、高盛、芝交所、花旗、納斯達克等都在過去的一年中進入了區塊鏈領域。目前全球70多家機構已經加入了區塊鏈聯盟R3，其核心任務是進行區塊鏈技術的概念驗證和相關技術標準的制定。同時，區塊鏈在證券市場的潛力也引起了各大證券交易所的重視。在納斯達克公布區塊鏈平臺Linq以后，歐洲證券市場的機構也紛紛跟進。
2015年11月17日，倫敦證券交易所、倫敦清算所、法國興業銀行、瑞銀集團（UBS），以及歐洲清算中心（Euroclear）等機構聯合成立了區塊鏈集團，探索區塊鏈技術如何改變證券交易的清算和結算方式。據世界經濟論壇預測，到2027年世界GDP的10%將被存儲在區塊鏈網絡上。
這一層次應用的另一個影響是構建新型貨幣體系。數字貨幣不同于電子貨幣。當前，數字貨幣（digital money）尚沒有統一定義，反洗錢金融行動特別工作組（FATF）認為數字貨幣是一種價值的數據表現形式，通過數據交易并發揮交易媒介、記賬單位及價值存儲的功能，但它并不是任何國家和地區的法定貨幣，也沒有政府當局為它提供擔保，只能通過使用者間的協議來發揮上述功能。而電子貨幣是將法定貨幣數字化后以支撐法定貨幣的電子化交易，因此二者并不等同。目前數字貨幣的主流是以比特幣為代表的去中心化的數字貨幣。
基于區塊鏈的數字貨幣體系可以解決傳統貨幣體系的3大弊端。
第一，區塊鏈體系由大家共同維護，不需專門消耗人力物力，去中心化結構使成本大幅降低，同時，數據的公開使得在其中做假賬幾乎不可能。
第二，區塊鏈以數學算法為背書，其規則是建立在一個公開透明的數學算法之上，能夠讓不同政治文化背景的人群獲得共識，實現跨區域互信。
第三，區塊鏈系統中任一節點的損壞或者失去都會不影響整個系統的運作，具有極好的健壯性。
目前，區塊鏈已被多家央行視為實現數字化貨幣的關鍵技術。英國央行2016年宣布將數字貨幣RSCoin代碼并進行測試。這是一款完全基于央行的需求而設計的基于區塊鏈技術的數字貨幣，目前由倫敦大學學院（UCL）研發并進入了初步測試階段。同時，荷蘭央行正在致力于開發一種被稱為“DNBCoin”的數字貨幣，韓國、俄羅斯央行也表示密切關注區塊鏈技術。我國央行也在2016年年初表示將探索發行數字貨幣，并于12月15日完成基于區塊鏈的數據交易平臺測試工作。
區塊鏈2.0：可編程金融
除了構建貨幣體系之外，區塊鏈在泛金融領域也有眾多應用機會。基于區塊鏈可編程的特點，人們嘗試將智能合約添加到區塊鏈系統中，形成可編程金融，其中以智能合約為代表。
智能合約的核心是利用程序算法替代人執行合同。這些合約需要自動化的資產、過程、系統的組合與相互協調。合約包含三個基本要素：要約、承諾、價值交換，并有效定義了新的應用形式，使得區塊鏈從最初的貨幣體系拓展到金融的其他應用領域，包括在股權眾籌、證券交易等領域開始逐漸有應用落地。傳統金融機構也在大力研究區塊鏈技術，以期與傳統金融應用相結合。
股權眾籌
區塊鏈技術在股權眾籌領域具備兩大優勢：第一，更加公開透明和真實可信，信息對投融資各方更加對稱，記錄難以篡改、偽造、刪除；第二，促進股權流通和資源共享，股權轉讓和登記更安全便捷，眾籌平臺之間投資人和項目可共享。
股權登記管理 區塊鏈獨特的身份賬戶體系，可以作為電子憑證?，F有非上市股權管理，通常情況下，需要通過人工處理紙質股權憑證、期權發放和可換票據。如果出現頻繁的股權變更，股東名冊的維護將變得煩瑣，歷史交易的維護和跟蹤也變得困難。區塊鏈技術將會對這一切進行數字化管理，使其變得更加高效和安全。區塊鏈眾籌股權登記，將充分利用區塊鏈賬本的安全透明、不可篡改、易于跟蹤等特點，記錄公司股權及其變更歷史。
股權轉讓流通 區塊鏈技術可以有效降低信用風險。傳統的OTC場外股權交易，以交易雙方的信用為基礎，由交易雙方自行承擔信用風險，需要建立雙邊授信后才可進行交易，而交易平臺集中承擔了市場交易者的信用風險。應用區塊鏈技術后，股權的所有權登記在區塊鏈中，股權交易必須要所有者的私鑰簽名才能驗證通過；交易確認后，股權的變更也會記錄在區塊鏈中，從而保障交易雙方的利益。
眾籌合約
區塊鏈可確保合約履行中不被篡改。在股權眾籌發起初期，由發起人、眾籌平臺、領投人、保薦人等多方共同簽署一份眾籌合約，來約定各自的責任與義務。這份合約可以變成智能合約的形式存入區塊鏈中，由區塊鏈確保合約履行中不得被篡改。
證券交易與發行
基于區塊鏈的證券交易將大幅節省交易費用。以證券的交易結算為例，使用區塊鏈系統，買方和賣方能夠直接實現自動配對，并通過分布式的數字化登記系統自動實現結算和清算。由于錄入區塊的數據不可撤銷且能在短時間內被拷貝到每個節點中，錄入到區塊鏈上的信息實際上產生了公示的效果，因此交易的發生和所有權的確認不會有任何爭議。而在證券發行過程中，傳統模式下公司想要IPO，需要有專門的審核流程并由投行機構進行承銷。而如果采用區塊鏈技術來實現這個過程，就不需要任何中央機構來運營和管理，交易過程完全公開透明，能夠真正實現點對點的交易。
區塊鏈3.0：可編程社會
區塊鏈技術的基本特點范文2
關鍵詞：“區塊鏈＋會計”；財務會計；管理會計；人才培養舉措
一、引言
近年來，區塊鏈基于去中心化的特點，采用加密技術、共識機制和激勵機制等技術，成為協助會計行業發展的重要金融科技。區塊鏈技術應用于會計必將給我國的財務會計和管理會計帶來巨大的變化，并且會對新背景下的會計人才有新的要求。因此，本文從區塊鏈的本質出發，對其在財務會計和管理會計的影響進行深入思考，進而探索其對我國會計人才發展方向的影響。
二、區塊鏈概述
（一）區塊鏈的含義
區塊鏈的起源可以追溯至2008年11月中本聰闡述的基于區塊鏈等技術的比特幣系統的構架理念。2009年1月，自從出現了第一個區塊鏈技術應用的典型案例———比特幣，比特幣的底層核心技術———區塊鏈，開始被人們了解。區塊鏈是一種按交易達成的時間順序，將交易數據存儲到相應的區塊中，利用密碼學原理記錄交易情況，并通過哈希索引將各個區塊相連接組成一個主鏈的鏈式數據結構。其中的密碼學技術維護其中數據記錄的完整性，使得被保存的信息無法被篡改。區塊鏈具有三大特征：第一，公開透明。在區塊鏈系統中，除了交易各方的私有信息保密外，每一筆交易信息都對所有節點可見。第二，去中心化。整個網絡不存在中心化的硬件或是管理系統，每個節點信息獨立交互使得系統有序運行，無需信息中介即可實現。第三，非對稱加密。非對稱加密技術，使得數字簽名得以實現，保證了數據的不可抵賴和不可偽造。第四，信息不可篡改。區塊鏈的特地機制保證信息無法篡改。
（二）區塊鏈的系統架構
區塊鏈系統由數據層、網絡層、共識層、激勵層、合約層和應用層組成，如圖1所示。值得說明的是，應用層封裝了各種應用場景，目前區塊鏈技術已逐步應用于金融、政務、能源等多領域。會計領域也試圖探索區塊鏈驅動傳統會計發展，在會計的應用探索包括應用于會計記賬、稅務、審計、倉儲庫存等多方面。
（三）分布式賬本
分布式賬本是多方可以共同參與記賬的一個數據庫。區塊鏈實質上是一個分布式賬本系統，當分布式賬本系統進行交易時，沒有中心的存在，每一個節點都是中心，且該系統有一個公共的總賬本。每一個節點權力平等都可以擁有這個總賬本，每一個節點都可以維護這個總賬本，任何節點都可以以交易者身份使用它。假如甲和乙進行交易，甲可以直接把交易信息發送給乙，其他所有節點一起驗證交易信息的真實性和可靠性。分布式賬本系統，擁有時間戳機制，時間戳和數字簽名，可以保證交易數據不會被隨意篡改。并且，這種分布式賬本不僅可以保障交易的重要信息不泄露。
（四）去中心化
中心化即在系統中有中心的管理設備，對其他節點有控制作用，各節點的權力不平等。中心化的組織結構是由一點向多個方向分散的形成的結構。與中心化系統相對的是去中心化系統。在區塊鏈系統中，每個節點權力平等，節點與節點之間可以自由選擇相互獨立交互。不需要中心化的管理配備。去中心化與中心化相比有很多優點：第一，交易更加安全性。去中心化的交易方法便捷且簡單，無第三方介入，不需要因第三方泄露而引發的風險。第二，節約資源。因為去中心化處理方式比傳統處理方式更加簡單與便捷，因此在大量數據進行時，去中心化的方式會更節約資源。第三，自主高效。在去中心化區塊鏈中，無第三方介入各節點之間直接進行交易，使得交易更加高效率。
（五）智能合約
傳統的交易，為了保證交易可信賴，交易雙方或者多方簽訂一個合約，使交易有序正常的進行。但是，在區塊鏈中引入了智能合約后，將傳統線下簽訂的合約以一定的方式固定下來，這種方式也就是程序的方式，通過一段固定的代碼，使交易能夠正常有序的進行。因此，智能合約實現了在沒有第三方機構下的可信交易。智能合約程序不是一個可以自行執行的計算機程序，它由外部信息推動執行，可以被認為是一個服務程序，能夠在狀態上執行。在交易中，區塊鏈只看交易完成與否，而并不在意付款方是否支付了錢、收款方是否收到了錢，這樣就會出現系統漏洞，智能合約恰好能夠彌補此漏洞。為了理解智能合約在交易中扮演的角色，以轉賬交易為例：A轉賬一筆錢給B，智能合約保證A支付價款，B收到價款。//簡單的轉賬智能合約Contract{functiontransfer(addressto,intamount){addressfrom=msg.sender;from.eth=from.eth-amount;//A支付金額to.eth=to.eth+amount;//B收到金額}}
三、區塊鏈對財務會計的影響
（一）記賬方式改變
目前，我國的會計核算是以集中式記賬方式為主，在區塊鏈技術引進之后，記賬方式將會發生改變，從傳統集中式記賬方式轉變為分布式記賬方式。從傳統集中式記賬方式轉變為分布式記賬方式，得益于分布式記賬方式的幾大優勢：1.區塊鏈系統下通過分布式記賬方式形成的賬本只有一個，也就是總賬。所有節點的權力完全相等，可以共同維護和運行這份賬本，對于這個公共賬本的交易信息需要經過廣播機制的核對才能記錄，在這情況下的各節點擁有的會計信息相同。因此，能夠保證了交易信息無法被篡改，一定程度上確保會計信息的真實性。2.在分布式記賬系統中，每個節點權限平等，無需分級授權，各節點擁有同一份賬本，所以即使某一個節點因為故障導致的賬簿的信息丟失，也不用擔心交易信息無法恢復，提升了系統的容錯力。3.在傳統的集中式記賬方式中，企業會計人員在經濟業務發生之后，需要人為的按相應的基礎進行確認、記錄和存儲，再將交易信息進行排序。區塊鏈技術因為擁有時間戳機制，加之分布式記賬方式，能夠使每一筆的交易信息可以追溯，進而提高會計信息的可靠性與準確性。
（二）數據結構完善
在傳統的ERP授信系統中，需要中心領導者根據職位授權才能完成會計記賬，所以信息冗雜集中。但是，在區塊鏈系統中，時間戳可以記錄每一筆交易的時間，并且對區塊鏈中每一區塊的交易信息按時間的順序記錄，使得區塊鏈上記錄的數據相比傳統的記錄更加清晰、更具有優越性。區塊鏈系統中，特定的算法可以保障信息真實，使會計信息可以追溯。并且，區塊鏈系統中只有通過加密驗證才能進行各項查詢、記錄操作,能保證數據傳輸和訪問的安全。在去中心化的區塊鏈系統中，每一個節點都擁有完全一樣的權力，除了一些節點交易各方持有的私有信息可以保密外，交易的其他所有信息都是對外開放的，并且無論哪個節點的信息都可以被查詢。所有，在區塊鏈系統中，整個系統的交易信息可以實現高度透明，數據使用者可以清晰明了的看得到。
（三）會計事務所的商業模式改變
審計完成一個項目，是一個復雜且高強度的工作。在審計的過程中，審計項目負責人根據專業能力不同，分配不一樣的工作。在目前的技術下，審計人員還需要從事最基礎的工作，去現場核對最基本的信息，比如核對被審計單位的實際存貨存量是否與賬本記錄的相同。然而，在區塊鏈技術下，因為區塊鏈擁有時間戳機制，可以保證交易信息不被隨意篡改。因此能夠消除取證、跟蹤等方面的痛點和難點，減少獲取審計證據時花費的時間，進而提高審計效率。在區塊鏈技術下，所有的交易都可以集中的記錄儲存在區塊鏈中，由于區塊鏈系統中每個節點都有相同的權限，所以內外部信息使用者都可以隨時跟蹤這些信息區塊鏈獲得真實可靠的會計信息,并以此來監督公司的經營活動和財務狀況。因為去中心化的獨特優勢，可以使公司管理層與除管理層之外的其他內外部會計信息使用者之間降低信任成本，公司不再需要花費高成本聘請專業的審計機構來審核內部賬務信息或增強財務報表的可信度。目前，人工智能、云會計在不斷發展，對會計行業造成巨大的影響，一定程度上，釋放了一些低級的審計勞動力，簡單的工作，機器人將可以自動完成，并且其效率遠遠高于人類。區塊鏈的進一步的應用，加速了低端審計勞動力被取代，很大程度上減少了低端的審計人工。不僅如此，企業還可以實現自動化稅務合規申報這些變化將使傳統的會計師事務所業務盈利模式變得難以維續，事務所并將探索新的盈利模式。
四、區塊鏈對管理會計的影響
（一）作業成本管理更加高效
作業成本管理是指對企業的作業和作業成本，通過構建許多的作業中心，來對企業的各個產品成本進行管理和控制，以達到提高客戶價值、增加企業利潤、為管理者提供決策信息的目的。在區塊鏈會計系統中，每個作業中心都由原始的職業中心轉變成了作業區塊，在作業區塊上，會計人員可以清晰全面地反映企業成本業務的全過程。在區塊鏈系統中，每一個區塊向下一區塊轉移的過程就是作業轉移的過程。由于技術的改進，使得企業會計人員有更多的時間和精力，關注產品成本在各步驟如何形成，分析產品成本發生的原因，分析在生產過程中是否可以控制可以減少的成本。在區塊鏈技術下，直觀的數據流動，能夠幫助企業對想要分析的相關數據進行追溯和定位。會計人員利用完整的成本信息，通過對成本的分析，能夠幫助企業會計人員找到企業的決策漏洞，進而提高企業的經濟效益。
（二）縱向價值鏈優化
價值鏈分為橫向和縱向價值鏈。以企業而言，橫向價值鏈是指與之相同的各個企業；縱向價值鏈是指供應商、企業和客戶，通過一系列交易活動將他們連接在一起構成一種鏈條關系。在區塊鏈技術下，縱向價值鏈中的各個參與人員都是區塊鏈系統上的一個節點，各節點都可以輸入與業務相關的交易記錄，而且各區域的節點都能夠獨立存儲交易信息。在區塊鏈節點上，不僅包括交易金額、商業折扣或現金折扣、銷售退回政策等有關交易信息的財務信息，還包括交易時間、與各供應商協商的時間、與客戶交易的時間等非財務信息。由于在區塊鏈系統中數據結構完善，交易信息為清晰的鏈式數據，且區塊鏈中的時間戳功能保證了以時間順序錄入交易信息，每一個與交易相關的信息都可以公開透明可獲取，這為能夠獲取更精確、更完整的資產計量、成本分攤等基礎會計信息提供途徑。除此之外，全部的數據對各節點開放,企業可以借鑒以往的客戶供應商信息，通過協調上游供貨商與下游銷售渠道的關系來優化價值鏈的流程。據此在相關上下游企業中進行價值鏈的重新選擇，以達到降低企業成本、提升企業價值的目的。
五、區塊鏈技術下對會計人才的要求與培養舉措
（一）區塊鏈技術下對會計人才的要求
1．需要具備更深入的管理會計思維管理會計與財務會計不同的是，管理會計側重對內的管理，以實現企業價值最大化、加強企業經營管理為目的，強調發揮主觀能動性較多。而財務會計是對過去交易事項的反映和監督，強調發揮企業主觀能動性較少。在區塊鏈技術背景下，會計人員的職能正在潛移默化的發生變化，已經不再是簡單的對會計信息的核算，并且隨著大數據、云會計、區塊鏈等技術的發展，簡單的會計操作必然會被逐漸的取代，社會需要的是更高素質的人才。因此，從現在起，會計人員就該更加積極主動的加深自己的管理會計的思維，積極了解企業發展的現狀和行業發展的現狀，通過對比結合自身的專業能力，發現企業存在的問題，并向企業管理者反映，積極為企業的發展獻言獻策。2．需要具備一定的計算機知識和數據庫處理能力目前，我國的會計人才，具備一定的會計知識，但是懂得計算機相關知識的會計人才較少。而在這個背景下，要理解區塊鏈的一些技術和機制，需要會計人員懂得計算機的知識。并且，在以后的工作過程中，我們必定與計算機不斷的打交道，如何在區塊鏈技術下的順利的完成會計的日常操作，對計算機和區塊鏈系統出現的問題進行維護，對于會計人員來說是一個不小的挑戰，要做到這些，需要會計人員掌握較高的計算機處理能力。另外，針對企業具體的管理問題構建數據分析模型，結合自身的專業知識對存在的問題提出解決方案，需要一定的數據庫處理能力。
（二）區塊鏈技術下會計專業人才培養舉措
社會的大背景在改變，在區塊鏈背景下，給會計人員帶來了新的挑戰，對會計人才有新的要求。因此，高校也應該適應時代要求，完善會計人才培養方案，培養具備新素質的會計人才。區塊鏈技術下會計專業人才培養舉措，主要是提升學生多元的知識儲備和能力，主要從以下幾個方面著手：1.在公共基礎課中增加數學建模、計算機操作系統、計算機程序設計語言、數據結構、數據庫等跨學科的基礎課程，幫助學生了解計算機的運行原理、各種數據結構的組成以及計算機上的軟件如何被開發和有效運行。2.在專業課程中，高校增加公司管理方面的選修課，如《公司戰略》《企業兼并重組》《財務報表分析》等，打開學生的視野、樹立企業及行業全局觀，培養先進的管理思維。3.高校在公共課中，專門開設區塊鏈、網絡安全、計算機的運行和維護等有關信息技術的理論課程和重要的實踐課程，真正幫助學生懂得區塊鏈的系統架構和運行機制，懂得區塊鏈技術下的日常操作，讓學生明白區塊鏈后期運營維護的原理，使學生具備處理一些突發事件的能力。4.加入SPSS、excel、SQLSever等數據分析課程，使學生能夠初步或者熟練的運用數據分析軟件進行數據處理、數據分析和輔助管理層決策的操作，真正提高學生的數據分析能力。5.隨著社會的不斷發展，“終生學習”的觀念非常重要。教師在教學的過程中要向學生傳授“終生學習”的觀念，讓學生真正意識到終生學習的重要性。另外，實踐是提升自身專業性的好方法，教師在教學的過程中也應經常鼓勵學生積極主動的參與會計實踐。6.最重要的是，面對信息技術的環境，充滿誘惑，高校要特別注重學生職業道德的培養，讓學生無論在何種情況下，都不丟失基本的職業道德。
六、結語和未來展望
區塊鏈技術與會計的不斷深入結合，勢必會引導著會計行業發生巨大的變化，新時代會計人才既面臨著機遇同時也面臨著挑戰。面對新的社會環境，我國會計人員應該提高專業素質，并且著重培養更深入的管理會計思維和提高自身計算機知識水平和數據庫處理能力。同時，高校也應以提升學生多元的知識儲備和能力為目的，提高在區塊鏈背景下會計專業人才的質量。雖然在不斷的發展，但是區塊鏈技術要完全應用于會計并給會計行業帶來益處，還有一些局限性需要克服。人們觀念的束縛、不完善的法律體系、區塊鏈的技術瓶頸、區塊鏈系統的穩定性、區塊鏈如何可以大量稽核數據、如何統一各部門數據接口，都將阻礙區塊鏈的發展。因此，區塊鏈技術要真正應用于會計還有很長的一段路要走。
參考文獻：
[1]鐘瑋,賈英姿.區塊鏈技術在會計中的應用展望[J].會計之友,2016(17):122-125.
[2]賀慧.“區塊鏈+會計”的前世、今生與未來[J].會計之友,2019(18):155-159.
[3]唐萌萌.淺析區塊鏈分布式記賬技術下的會計發展現狀[J].山西農經,2019(09):142.
區塊鏈技術的基本特點范文3
關鍵詞：區塊鏈；圖書館；信息安全；存儲共享
區塊鏈作為一項重要信息技術已引起社會極大關注，圖書情報領域研究者也紛紛加入相關研究和實踐中來。區塊鏈在隱私保護領域的應用，已使數字圖書館用戶個人信息隱私安全性得到一定程度提升，如：柳林子等人[1]提出通過加強行業自律、技術標準、館員素質和信息保護教育等途徑，來促進區塊鏈技術保護讀者個人信息的實施；汪瓊等人[2]認為區塊鏈技術在圖書館著作權保護中發揮的效用非常巨大。劉紅[3]提出借助區塊鏈技術實現用戶和資源數據庫“上下游終端”雙向加密認證的館藏資源安全存儲應用途徑。區塊鏈在圖書館數據共享方面也有一定研究成果。徐俐華等人[4]引入區塊鏈聯盟鏈技術，構建了基于數字圖書館聯盟鏈的信息資源安全共享模型，以此解決“信息孤島”問題；房永壯等人[5]研究了大數據共享環境下區塊鏈技術在圖書館信息服務中的應用，并提出要保障數據共享中的信息安全問題。但是，當前關于區塊鏈技術下數字圖書館信息安全的研究尚不多見，由于信息安全技術不斷升級，產生的安全威脅程度和破壞力也相應發生不可預測的變化，而這些都給數字圖書館信息安全帶來了極大挑戰。
1區塊鏈關鍵技術
1.1區塊和塊鏈式結構
區塊是鏈式存儲結構中的數據元素，其中第一個區塊被稱為創始區塊。區塊作為區塊鏈的基本結構單元，由記錄當前區塊的特征值區塊頭和實際數據的區塊體構成。其中區塊頭包含了每個區塊自身的身份識別信息、父區哈希值、時間戳等內容。區塊體記錄了所有的交易數據。
區塊鏈由區塊相互連接形成鏈式存儲結構，它的數據結構含有父區哈希值、隨機數、難度值和時間戳等信息，該結構將數據以區塊為單位進行驗證與存儲，由于硬件或管理機構無中心特征，任意節點都是對等的，系統中具有維護功能的節點將對鏈上數據庫進行共同維護。
1.2哈希算法
哈希算法是提供一個數據的摘要或者指紋，對數據進行完整性校驗。哈希函數具有無沖突和不可逆的特點[6]。哈希算法有很多種，常見的哈希算法有MD5、SHA-1和SHA-256等，一般來講，哈希算法越長，安全性也越高。在區塊鏈中通常采用SHA-256算法，該算法能生成256位，即32字節長度的哈希值，能夠滿足當前區塊鏈利用哈希算法對交易數據生成交易摘要信息，最終得到Merkle根值的需求。
1.3共識機制和智能合約
區塊鏈網絡系統共識機制是N多個參與者對一個交易或提案是否將交易提交到賬本及交易排序達成一致意見的過程。共識機制推動了更多用戶參與到區塊鏈網絡維護，增強了系統的穩定性。使用的共識機制不同，區塊鏈網絡及其出現的特點、性能也會有所不同。在當前算法中，主要有工作量證明機制（Pow）、權益證明（Pos）、拜占庭容錯協議（PBFT）和改進授權拜占庭容錯協議（dBFT）等。
智能合約是部署在區塊鏈網絡中的一種服務程序，區塊鏈網絡使用智能合約，對分布式賬本進行受控訪問，支持信息一致性更新。智能合約的編碼信息具有開放性，且不受硬件設備的制約。智能合約這種高效、安全的約定協議，可以促使參與用戶在區塊鏈上自覺履行所有承諾的協議內容。
2區塊鏈的數字圖書館無中心網絡信任安全
2.1數字圖書館網絡安全風險
目前，圖書館網絡建設和應用大多采用中心化架構，在這種網絡結構體系中分布式或聯盟鏈上的節點之間的數據傳輸需由核心服務器控制、分配來完成，此種方式在通信過程容易出現非法獲取、篡改、欺騙等數據安全問題。因中心化故障引發連鎖反應，造成整個系統崩潰，中心化作用和地位已成為整個網絡系統的潛在安全威脅。因此，需采取圖書館網絡系統中各節點的身份進行管理和認證措施，以確保消息傳輸安全可靠。
2.2區塊鏈的數字圖書館網絡信任機制
區塊鏈融合多維技術，發揮信任機制最大效果，需與人工智能、物聯網等技術結合，打造一個超級賬本，確保數據源頭的真實、有效。圖書館無中心網絡信任，需做到去中心化網絡及對傳輸數據進行驗證、審查。在數據使用過程中，由于源頭數據問題，造成網絡異常，通過相關時間、日志和交易等線索，進行反向追溯，查找問題的根源，找到威脅發起者，對其追責。引入懲罰激勵機制，通過區塊鏈網絡生態資源，阻止對數據的偽造行為，并對用戶正向行為給予獎勵。區塊鏈技術能夠確保數據在網絡中的完整、有效、真實的對等傳遞，不受制于人為因素的干擾或控制，在區塊鏈的兩端，做到人為與技術的結合，最小化信任問題。
2.3區塊鏈的圖書館無中心網絡信任安全傳輸模式
利用聯盟區塊鏈的數據加密、身份管理機制與共識算法，基于PBFT設計一種區塊鏈的圖書館無中心網絡信任安全傳輸模式，如圖1所示。
網絡節點模塊用于對Node訪問權限的控制和管理。ClientNode發起消息傳輸請求，構建聯盟專用、封閉式通道，聯盟區塊鏈節點自主選擇加入，但都會受到嚴格的身份審查，驗證通過后才允許加入Channel通道中。AnchorNode負責與其他組織節點的通信，CryptoGenerator讀取文件信息進行配置，快速生成證書和密鑰。由于通道具有隔離和封閉性，對于外部節點不可見，能夠保證內部參與節點完成交易發起和記賬可信、有效，這種方式在一定程度上使圖書館數據的安全傳輸問題得到很好的解決。
采用信封結構對消息數據進行封裝，節點傳輸數據不再發送至中心服務器，而是通過多節點集群共識模塊完成數據完整性檢查、消息內容的真實性和身份驗證。同時，無需考慮加入節點使用何種通信方式，由此可滿足圖書館不同網絡協議或版本兼容性的要求。
數據信息處理使用認證授權區塊鏈作為RootCA，將其存儲到區塊鏈網絡的創世區塊中，為節點用戶提供登記、事務調用等證書服務。TLS證書保證用戶或區塊鏈組件之間通信的安全鏈接，以解決圖書館無中心網絡信任數據來源權威性問題。
合約共識層PrimaryNodeCluster根據制定策略對發起的傳輸消息進行驗證，若請求傳輸的消息被區塊鏈網絡中三分之二的節點投票通過，則把經過簽名消息發給PrimaryNode排序服務節點，由其按時間戳來對傳輸消息進行排序，否則丟棄本次傳輸消息處理，并返回告警信息給發起端Client用戶。排序后的消息在信息傳輸通道內部送達接收ExecutorNode，由其對接收到的消息內容進行處理，消息一旦被正確處理完成，生成消息傳輸區塊記錄，對鏈上的所有節點發起廣播，最后將消息傳輸的執行結果響應給發起端Client用戶，實現聯盟區塊鏈圖書館節點用戶傳輸數據完整、可靠。
3區塊鏈的數字圖書館用戶數據信息保護
3.1數據泄露途徑與區塊鏈應用于個人信息保護適用性
數字圖書館不僅擁有規模巨大的電子資源數據，還存儲大量的用戶個人信息。脆弱的網絡環境、功能低下的硬件系統、缺少風險意識的數據管理漏洞及不斷升級的黑客攻擊手段等，已成為當前圖書館用戶信息泄露的主要途徑。尤其在數字圖書館建設應用感知層，如果無線射頻識別(RFID)標簽信息被處于監控、識別、追蹤的狀態下，用戶的基礎信息、位置信息、行為信息都有被非法獲取的可能性，根據獲取得到的信息，分析、推斷出用戶數據隱私，增加讀者用戶數據泄露風險[7]。
利用區塊鏈去中心化、信任化的特點，引入新的管理機制，信息集中管理向無中心或弱中心化管理轉變，從意識、操作、技能等方面，在很大程度上減少圖書館數據管理者對接觸用戶數據泄露的機會。區塊鏈對任何的交易行為和業務操作等都有時序記錄，可對圖書館用戶數據信息進行追溯。
在分布式、多節點、無中心的區塊鏈網絡體系中，傳統圖書館中心化的信息服務平臺不再被依賴，而是利用區塊鏈可信任、透明的技術框架，按照智能合約規范對隱私信息自動執行不同等級的保護措施，最大程度限制使用大數據挖掘、知識關聯等方式獲取圖書館用戶數據信息的可能性，降低讀者數據信息泄露的風險。圖書館用戶使用區塊鏈非對稱加密技術，通過匿名或非匿名的方式，關聯個人行為數據，允許用戶非實名制所持有公鑰進行簽名，并對數據加密私鑰持有者身份進行驗證，感知層用戶數據得到匿名公鑰加密保護，有效降低個人數據被非法獲取、篡改的風險。
3.2區塊鏈的圖書館用戶全域化數據保護模型
應用區塊鏈基礎架構，設計圖書館用戶全域化數據保護模型，引入智能合約塊鎖，使區塊鏈對用戶數據保護不再限于指定層級保護，達到保護全域化效果。圖書館用戶數據信息的采集、存儲、操作、銷毀等全生命周期均能得到區塊鏈技術的保護，以確保用戶數據信息的安全。區塊鏈的圖書館用戶全域化數據保護模型如圖2所示。
圖書館用戶全域化數據保護模型采用（p，t）-門限NTRU算法對用戶數據進行加密，保存Hash值，當需多租戶使用共享密鑰對數據解密時，私鑰將被分成p份，某一個用戶想要獲取數據，那么至少需要其他t-1個用戶同意，共同解密才能完成，調用數據訪問接口實現數據的請求和訪問。即使是部分用戶通過數據中心對密文pagenumber_ebook=57，pagenumber_book=55得到求和結果，也無法推導出每一個用戶的私鑰Vk，Epk(Vk)不能被解密，該模型能較好滿足數字圖書館用戶信息安全防護保密性、防篡改功能要求。
4可信區塊鏈的圖書館數字資源存儲與共享保護
4.1可信區塊鏈應用于數字資源存儲與共享技術優勢
在區塊鏈體系中，任意節點用戶可隨時向圖書館聯盟鏈無中心網絡請求數據，對等節點不再受制于中心化平臺或系統方面的影響，實現單節點或多節點集群海量數據的公開透明及安全數據的交互共享[8]。在信任問題上，傳統館內部門或館際之間的信息共享主要出于業務信任關系方面的考慮，這種信任機制無法得到較好的保障?？紤]核心智能合約技術可以對信任實施錨定，鏈上的任意節點均可相互監督，共享信息的參與主體，無論是館與館之間，還是館與數據服務商之間，其信任問題均可解決。
應用區塊鏈技術組織圖書館鏈式數據資源結構，允許用戶或平臺管理者參與數據庫、安全存儲建設，提供資源數據開放式服務，最大化利用數據資源。區塊鏈技術無中心網絡信息安全傳輸和加密算法，結合數據聚合和深度挖掘、知識關聯等，完成信息安全認證，提升資源數據存儲安全水平和等級。
4.2可信區塊鏈數字資源存儲與共享安全架構設計
區塊鏈數據管理中，數據被記錄到可信區塊鏈上，元數據在各個參與主體的數據庫中存儲，程序記錄海量數據信息，并將所有數據均存儲在區塊鏈網絡計算機節點上，使用無中心結構，鏈上任意節點實時、同步更新存儲數據，解決圖書館數字資源存儲和共享數據完整、可靠性問題?？尚艆^塊鏈的圖書館數字資源存儲與共享安全架構如圖3所示。
數據存儲和共享行動主體或行為一旦被記錄到可信區塊鏈上，節點每一次交易信息即被清晰、透明的組織起來，形成完整的交易明細清單。任何節點間交易都能夠被查詢、追溯，所有交易需使用一組公鑰和私鑰進行加解密處理，將其添加到可信區塊鏈上，永久不可改變。當對某個區塊值產生疑問時，可查看歷史交易記錄，判別該值的正確性，確定該值是否已被篡改或記錄有誤，確保數據的存儲安全。
設計使用去中心化的機構聯盟方式，各機構向信任區塊鏈網絡密文公布共享數據索引，通過透明、可控的機制實現機構間（館—館—數據商）數據流動和交互。機構與數據源提供者之間，通過數據接口對接，不接觸數據平臺，所有請求以匿名代碼形式發送。整個區塊鏈信任網絡中數據索引在區塊鏈中存儲，機構獲得請求后向區塊鏈上各數據源進行查詢，得到詳細數據。不允許共享源數據環境下，應用這種共享服務模式，可以增強聯盟鏈多節點數據的共享安全度。
4.3區塊鏈的圖書館數字資源安全防護保障策略
4.3.1區塊鏈的數字證書雙鏈分離的審計與存儲
資源數據的存儲模式主要有區塊數據結構、非對稱加密和記錄數據結構等[9]，為增強圖書館數字資源存儲審計服務、安全認證有效性，將分別記錄簽發、審計和撤銷等相應信息的證書分發鏈、撤銷鏈進行分離。CA為依賴方提供證書請求驗證和管理服務，并將對證書的一系列操作記錄保存到區塊鏈中。區塊鏈去中心化的證書狀態，在線查詢協議OCSP，服務接口對CA維護的撤銷鏈證書狀態記錄進行審計，在證書分發鏈CA無偽造虛假情況下，將查詢認證結果向發起證書申請者或客戶反饋。
第三方其他節點通過CA提供的獨立區塊鏈查詢，接口對雙鏈上每一次操作都可以進行審計，通過共識機制達到一致性目的。雙鏈分離安全認證在較小空間證書撤銷鏈上，實現高頻次數字證書審計數據的查詢、認證操作，解決過度依賴中性化服務CA證書簽發問題，有效防御針對數字圖書館信息發起的惡意攻擊。
4.3.2可擴展的安全多方計算
將共識機制應用于分布式節點共同計算，以達到對數據有效性最大化共識的結果，亦是一種可擴展性、安全多方計算模式（MPCM）[10]，用以解決圖書館數字資源安全體系在一致性、完整性和高時間復雜度等方面的問題。數據用戶向區塊鏈發送數據存儲請求MemoryRequest，運行智能合約隨機選擇存儲節點集合，使用公鑰對分割數據集合{di}進行加密，將其發送給存儲節點。為可支持系統擴展性，系統會設定時間對節點集合Qs重新計算，新產生數據分塊集合經安全傳輸通信協議轉儲到Qs’中，一定時間內原節點數據仍會保留，期間一旦出現數據丟失，即可從原Qs相應節點恢復丟失數據。ServiceProvider向區塊鏈發送計算服務請求，進行驗證節點權限判斷，驗證過程由各計算節點異步完成，當獲得數據持有者訪問權限后，調用預設合約選取“一次性”計算節點集合Qc，加密共享對數據進行分塊，作為新計算節點輸入，當qc獲得全部數據分塊，進行數據的安全多方計算，計算結束需由日志信息組成事務信息對事務的合法性進行檢驗，最終將重構得到的正確計算結果返回ServiceProvider，并執行支付報酬或懲罰等相應的激勵機制。
圖書館資源安全防護使用MPCM模型，參與任務計算的節點產生的特征數據通過協作，實現區塊鏈的驗證功能。各參與方僅獲取與私密數據相應的輸出數據，而無法得到任何其他有效信息，自身數據信息不會泄露其他參與計算節點。信息記錄保證了資源數據可查詢和追溯，通過驗證各節點存儲的元數據一致性，滿足圖書館數字資源安全防護模型的可擴展、高效和安全性需求。
4.3.3云數據驗證及完整性保護
網絡系統部署由多組數據庫服務器構成文件災備體系，服務器節點對資源數據操作日志及源數據產生的審計驗證作為元信息被存儲到數據塊。數據服務器對某個節點數據進行數據上傳、修改等操作時，該操作發生的所有動作信息都會被審計和驗證模塊監控、記錄，并生成一條包含操作類型和節點ID、數據存儲路徑、時間戳等內容的事務信息，信息驗證通過，將被新增到塊鏈上，且對其不可篡改。為確保數據的完整性，將元數據信息進行加密處理之后，再將其添加到區塊鏈。
數據傳輸至云存儲服務器，節點用戶使用私鑰加密處理文件數據，通過Hash值，對數據文件進行身份證明和參數完整性校驗，以防止對數據惡意篡改及對未授權數據讀取或下載，導致數據信息泄露或偽造。云服務器收到節點用戶數據上傳、提交請求后，檢索、分配存儲空間資源，然后將請求存儲的加密數據進行Databasereplica多副本數據庫備份。如果節點數據在傳輸過程中出現意外損壞，或是遭到惡意的篡改，使用云存儲的數據庫備份副本，即可對損壞數據實施恢復。
區塊鏈技術的基本特點范文4
“數字貨幣”涉及貨幣制度的鞏固與創新，必須堅持國家法定貨幣的統一性和最終維護貨幣穩定的目標。
中國人民銀行強調關于數字貨幣研發的基本原則：一是提供便利性和安全性，二是做到保護隱私與維護社會秩序、打擊違法犯罪行為的平衡，三是有利于貨幣政策的有效運行和傳導，四是保留貨幣的控制力?！皵底重泿拧痹诰邆浞ǘ?、強制性發行的前提下，在先進的貨幣制度下，應由中央銀行實施類似傳統實體貨幣一樣的發行管理與監管舉措，承擔發行與流通成本。
目前，近千家基于P2P網絡等生成的虛擬貨攀諧。大多體現區塊鏈個體經營特點，甚至于遵循私有化邏輯，運營形態均為脫離中央的去中心化、去中介化離散式數據庫。此類，與“數字貨幣”關系不大?！皵底重泿拧痹谟谡w性、普遍性、公有化，排斥局部性、特殊性、私有化。貨幣無小事，貨幣需統一，貨幣要穩定。根本杜絕金融失衡累積的潛伏性和隱蔽性危害，屬于各國中央銀行的基本職能和首要使命。透過現象看本質，“數字貨幣”既然定性貨幣，根本在于貨幣性質與貨幣制度的裁決，其與紙幣、硬幣具備共同的法定性質與職能，而與各類貨幣運行工具（支票、本票、匯票、銀行卡、手機、電子信息網絡平臺）處在截然不同的位置。從科技服務層面論，區塊鏈純屬科技話題，與帶有法定貨幣性質的“數字貨幣”絕非一個范疇，區塊鏈如果設計合理，最多也只是服務“數字貨幣”的工具。銀行業金融機構傳統的業務營運方式多為鏈條式，以條條為主體上下融通，最終實現全國一盤棋。如果將區塊鏈與“數字貨幣”混為一談純是風馬牛不相及，將服務型的工具或模式與宗旨性的主體競相混淆了。
市場經濟屬于法制經濟，商品流通、貨幣流通受到價值規律、市場運行規律制約?！皵底重泿拧卑l行不應存在硬性額度，無需像以往那樣紙幣、硬幣發行強調備付金率，并伴生等量規模，不管指數高低都是堆積如山的現錢，所以根據印制生產力狀況，根據市場的急需，包括擠兌風潮、地震、水患、春耕、夏秋收等大量用現金，銀行業金融機構必須保持一定量的現金支持日常營業和以備不測?！皵底重泿拧卑l行與“實體貨幣”截然不同的是物種變更，因為不存在實物了，在其身上原來的傳統紙幣與硬幣屬性多元化消失了。然而，貨幣的本質屬性卻不會改變，隨著積極財政政策與穩健貨幣政策的實施，國民經濟在新常態中高速發展，將帶來滯后性變現（現錢）結果。流動性越是寬松則“數字貨幣”“實體貨幣”量越多；相反，“數字貨幣”“實體貨幣”量會對應遞減，它們之間直接關聯并屬于正向升降?！皵底重泿拧薄皩嶓w貨幣”之間無本質區分，但在量化上必然產生轉換，“數字貨幣”必然越來越多，“實體貨幣”必然越來越少?？茖W技術的迅速發展是“數字貨幣”與“實體貨幣”量化轉換的本質根源。
“數字貨幣”為實體“現鈔貨幣”之變種?；诼菪貧w原理，在形式上需要搭建實體“現鈔貨幣”與“抽象貨幣”的有機銜接，其完全歸屬一種二元綜合體。貨幣均為數字，“數字貨幣”歸屬物種概念，以抽象形態構成貨幣集合中的一個獨立子集。其將現代信息技術附著在傳統“現鈔貨幣”之上，融合聲、光、機、電、磁，光機電網絡一體化，說到底，“數字貨幣”歸于沿著互聯網大數據軌跡自由飛翔的智能貨幣。300年前科學家發明了票據，替代了大量紙幣和硬幣，如今科學家創新“數字貨幣”屬于螺旋上升?！皵底重泿拧笔恰艾F鈔貨幣”與“抽象貨幣”的混成體，其既有“現鈔貨幣”原型，形似有型有態、有零有整，可收來付去，又不動聲色，構成實與虛、明與暗、露與隱的互動互補狀態。在支付時，“數字貨幣”應與紙幣、硬幣的使命雷同。所不同的是“數字貨幣”所創新和具有的優越特性包括依附互聯網支付快捷；運行軌跡透明可見，便于統計分析與風險防范；實施無檔次結構，可大宗使用而回避了整箱整袋的“現鈔貨幣”，避免了多項使用傳統“現鈔貨幣”的累贅與不安全因素?！皵底重泿拧钡谋举|在于智能。
區塊鏈技術的基本特點范文5
關鍵詞：慕課；信息安全；大數據；校企合作；教學改革
基金項目：本文系上海高校智庫內涵建設項目“人工智能與大數據背景下上海布局的新思維與新舉措”；2019年上海高校大學計算機課程教學改革項目“信息安全原理”進階課程建設。
引言
在大數據時代，獲取信息，利用信息，把握信息成為各國提高綜合競爭力的一個關注點。信息安全影響著國家政治、經濟、文化、軍事和社會生活的方方面面，信息安全領域的人才數量不足，而社會對信息安全領域人才需求近年來持續增長。對高校信息安全課程的教育教學提出挑戰。
高校信息安全課程往往過于注重理論知識的傳授，學生在面對實際網絡安全問題時，沒有合適的技術手段設計合理的解決方案；信息發展給信息安全帶來的變化日新月異，課程中所使用的教材版本過于陳舊，學生會面臨所學習的知識與社會所需要的知識差距過大的問題；針對課堂上的教育模式，普遍還是教師主導的教學模式，學生參與積極性不高，在面對疑難問題時，也沒有有效的手段能及時解決存在的問題，久而久之，導致學生學習興趣下降。
因此，針對已經開設的信息安全原理課程，更要在大數據時代背景下，結合翻轉課堂和慕課的混合型教學互動方式，慕課（MOOC，MassiveOpenOnlineCourse）是大型開放式網絡課程的縮寫，它是一種基于互聯網的在線學習平臺。它利用了現代的信息安全網絡技術，打破了傳統教學所受的時間和空間限制，整合了多種數字化教學資源，形成了多元化的學習工具和教學資源。慕課自從美國起源后，全球各大高校紛紛加入慕課的學習浪潮中。現在，慕課已經是教育方法中的重要工具。因此，研究如何利用慕課這樣新型互聯網教學平臺，改進傳統信息安全課程的教學方式，是尤為重要的。
慕課具有學習靈活、教學資源豐富等特點。教師可以將在課堂上難以表述的程序命令或者實驗操作融入視頻中，讓學生能夠快速理解。另外，慕課的課程具有可重復的特點，對于復雜難懂的知識點，學生不會局限于課堂的時間，在課余的任何時間，只要能夠通過自己的手機、電腦等就可以進行反復學習，從而更好的鞏固知識。
基于這些優勢，結合在線資源和傳統教學，將學習的主動權移交給學生自己，刺激學生主動學習，積極思考，從而加深理解。課程不光要注重課堂內理論知識，還要面向實際問題，進行課堂拓展實踐，以及和社會中的優質企業開展交流合作，培養進入社會后能夠滿足信息安全崗位需求的學生。解決信息安全領域的人才缺失，研究拓展高校信息安全課程的培養對象，快速提升高校信息安全原理課程教學方法和教學水平，具有重要的現實意義。
1、傳統信息安全課程的基本現狀
1.1教材未與時俱進
由于互聯網時代的來臨，以及大數據和云計算的興起，我們生活在一個信息爆炸的時代。計算機技術發展在給我們帶來便利性的同時，卻也引發了一系列的安全隱患。但是由于當今時代信息更新迅速，傳統的信息安全教材未能囊括前沿的相關知識，導致學生所學習的相關理論知識未能很好地解決目前所發生的相關網絡安全問題。例如在數字出版方面，利用最新的區塊鏈技術中的身份驗證和公式機制與知識產權的確權、授權和維權等環節結合起來。能夠使用基于區塊鏈的新型互聯網技術，管理數字出版和知識產權，從而能夠降低管理成本，提高管理效率。
1.2授課方式重理論
信息安全課程理論上包含了編碼技術、防火墻技術、VPN技術、數據庫加密技術等，但是學生只是對相關算法理論有了初步了解，并未很好結合這些算法的實踐操作，尤其如防火墻的基本配置、以及利用Internet密鑰交換技術進行相關的加密解密等涉及信息安全的基本操作，所以學生普遍課堂積極性有所欠缺、課后思考有限。
1.3學習方式被動化
到目前為止，國內大多數院校授課的主流方式仍然是以傳統的“老師站上講臺教、學生坐在臺下學”的方式進行，導致學生被動地汲取相關知識，自主性、積極性和接受度都有限。而且教學任務固定，每節課學生和老師之間無法進行充分的有效互動。而且受到上課時間、地點的限制，未能很好地應用移動互聯網平臺的便捷性、共享化的優勢，存在學生疑慮解決滯后的缺陷。
1.4考核方式單一化
該課程多采用課堂考勤和期末考相結合的這種單一化的考勤方式，但是由于該課程教學內容綜合了計算機、數學、管理等學科，所以對學生的實踐操作能力較高要求。且當前的考核方式在提高學生的發現問題、思考問題、解決問題能力方面有所不足，未能通過構建系統化的考核體系，比如引入實踐考核以及小組分工合作的方式，培養學生的思考習慣以及創新能力。
1.5培養人才供不應求
由于計算機技術發展，網絡空間成為人們生活的主要空間，同時網絡安全成了人們面臨的又一主要問題，近年來國家對網絡安全人才的培養也愈加重視，正如《2019網絡安全人才現狀白皮書》指出，2016至2018這三年期間，在全國范圍內網絡安全及相關專業開設院校新增數量達到98所，如圖1所示，其中華東地區院校新增相關專業的數量最多，達到21所。與此同時，社會對網絡信息安全人才的需求也越來越大，但是由于這一方面的人才卻遠遠供不應求。即使目前很多人可以自學成才，“網絡空間安全”也成為一級學科，但目前該領域人才缺口重大。正如智聯招聘的《2018網絡安全人才市場狀況研究報告》指出，如圖2所示，安全大數據分析師將會在未來幾年內成為最為稀缺的人才資源，且每年需求仍在不斷大幅上升，2018年上半年增長率接近10%。
2、信息安全原理課程建設方法
從以上可以看出，大數據時代的信息安全課程不能拘泥于舊的課程體系，必須創新教學模式，充分利用互聯網資源，創新教學方法，促進學生和老師之間的有效互動，培養新型的信息安全人才。
如圖3，在MOOC背景下，信息安全原理課程教學體系分為“教學基礎建設”、“核心教學方法”和“拓展教學內容”三大層次?！敖虒W基礎建設”是整個教學體系結構的基礎和保證，“核心教學方法”是教學過程中運用的多元化教學手段，以保證學生的學習效果，“拓展教學內容”是教學之后的延伸。
2.1教學基礎建設2.1.1理論教材建設
由上一節分析可以看出，現有的信息安全原理教材相對落后，讀者在閱讀信息安全原理教材的過程中，往往只能了解到過時的知識，而無法學習到最新的信息安全技術。基于對“信息安全原理”課程六年的總結和發展，以及對最新時代信息安全課程的要求，結合最新的大數據技術、信息安全理論及案例和相關試驗知識，設計如下的教材建設方案。
第一點，結合最新技術發展的章節實驗。在教材中的重點知識章節，設立大數據、區塊鏈體系等最前沿的安全應用相關的章節實驗，讀者可以通過完成章節實驗，檢驗學習成果，并牢固掌握章節知識點。第二點，強調理論知識與實際應用相結合。在原理理論部分的章節中，添加多種多樣的真實案例，范圍可以涉及政府治理、經濟發展、文化民生等等方面的社會應用問題。讀者可以充分運用所學知識，組成小組互相討論，并提出相應的解決方案或思路，從而更有助于知識的理解。第三點，強調書籍內容的新穎性。教材既要保留經典的信息安全理論知識點，也要在此基礎上，增加了十三五期間的新觀點、新理念，如網絡安全法的實施、勒索蠕蟲病毒的防范、電子簽名法的實施、新型計算機犯罪的特征、數字水印等。讀者不僅可以在教材中學習到信息安全理論的基礎知識，還能從教材中了解到目前世界信息安全發展的趨勢和我國信息安全建設的方向。
2.1.2MOOC網站建設
在課程前期，搭建信息安全原理這一課程的一個線上教學平臺，線上教學資源可由學校和企業雙方提供。對于該課程所涉及的一些基礎理論知識的傳授，可由學校老師提前進行相關視頻的錄制，然后再提交至該在線課程平臺；對課程于內容相關的實踐操作知識、該知識在社會工作中的相關應用以及社會對相關人才的技能考查側重哪方面的知識，都可以由企業的有關專業人士進行提前錄制，后再上傳至MOOC平臺。對于提高學生MOOC完成率，可以通過課程個性化定制、提高遠程實現技術的應用，以豐富學生的知識點學習，也有助于學生盡早樹立正確的擇業觀以及明確自己的職業目標，進一步培養了學生的解決實際問題的能力，為社會培養技能型人才，進而彌補社會在信息安全領域這一方面的人才空缺。
2.2核心教學方法
2.2.1MOOC教學
利用MOOC學習不受時間和空間約束的特點，學生可以根據自己的課余時間，利用碎片化的時間進行反復學習，反復思考，從而能更好地促進學生對于知識的吸收。同時，利用MOOC平臺中的強大互聯網技術，教師可以制作相應的練習題，讓學生在課程視頻觀看完畢后進行自測，教師從后臺可以對每一位學生的學習效果進行有效的掌握。
如圖4，教師和企業緊密合作，搭建基于理論知識和實現項目的MOOC平臺，形成校企強強聯手的知名MOOC資源。學生通過MOOC平臺進行課程學習與課后練習。
例如對于密碼學、加密技術、數字簽名等概念性的知識，就可以通過制作MOOC課程，視頻以輕松有趣的動畫或者是案例來闡述復雜難懂的概念，從而激發學生的學習興趣。在視頻課程之后，學生可以在MOOC網頁上進行簡單的加密解密題目的解答，就能更好地理解知識點，提升專業知識的能力。
2.2.2基于MOOC平臺的實驗教學
課程實驗是對教學成果和學生知識掌握情況的重要檢測方式，也是提升學生技能水平的重要手段。我們不能拘泥于傳統實訓中基于硬件實體和老舊的密碼技術的實驗和實踐課程。應該著眼于最新的互聯網發展趨勢，結合目前新的教學實驗平臺，對區塊鏈、數字版權、用戶隱私等方面進行實踐訓練。通過與時展最緊密的知識和實踐，提升學生對信息安全知識的掌握能力。MOOC平臺不僅僅能作為一個視頻學習平臺，更能成為一個基于先進互聯網技術的虛擬實驗平臺。基于MOOC平臺的實驗，不僅沒有傳統實驗平臺搭建難、維護貴、易損耗的缺點，還有便捷、快速、高效等優點。
例如在網絡攻擊與防御的專業知識課程之后，利用計算機虛擬技術在MOOC平臺上搭建一個信息攻防實驗平臺，讓學生分為兩組對于OSI七層協議或人工智能病毒互相攻防，體驗不同的角色。通過情景模擬，讓學生真實體驗到信息安全的攻防原理的操作，加深學生對信息安全知識的理解，提高學生心中對于信息安全的重要性。
2.3拓展教學內容
高校培養信息安全人才，是為了更好地為社會的人才需求進行服務，課程建設的過程也是高校對社會服務能力的一種提升方法。學生在完成信息安全相關的知識課程后，掌握了基本的理論知識和基本技能，但并不意味著學生已經成為一個信息安全行業的專業人才，還缺乏許多實戰項目經驗。同時，在企業中也缺乏高校的先進理論知識。因此，在課程建設的過程中，增強高校與企業之間的聯系，拓寬高校與企業之間的合作是必然的。
例如，高?？梢耘c奇虎360公司進行合作。奇虎360公司作為我國在計算機安全和網絡安全方面的重要民營企業，可以充分將奇虎360公司和高校資源互補，解決信息安全課程中的痛點問題。一方面可以邀請奇虎360公司的工程師來為學生講解最新的信息安全技術，如云安全的原理與案例教學、大數據的病毒防范技術、企業信息安全的軟硬件基礎設置等等；另一方面，教師可以帶領學生走入企業，把教師、學生和企業結合起來，共同參與一個真實的項目，讓學生帶著所學到的知識和技能，按照真實的項目工程要求，完成項目的各項任務。通過實際項目的訓練和培養，讓學生能夠更加具備實戰操作經驗和能力。
區塊鏈技術的基本特點范文6
關鍵詞：大學計算機基礎；教學改革；人工智能；智慧課堂
云計算、大數據、人工智能新興領域的崛起，推動信息技術全面滲透于人們的生產生活中。信息技術的核心在于計算機技術和通信技術。然而，雖然目前各個高校都開設了計算機基礎課程，但是其教學卻存在著諸多問題，導致該課程無法達到預期的教學效果。教育部在2012年《教育信息化十年發展規劃（2011-2020年）》，其中指明“以教育信息化帶動教育現代化，促進教育的創新與變革”[2]。因此，本文以華中師范大學計算機基礎課程教學為例，深入闡述了傳統計算機基礎課程教學的弊端，提出了在當前人工智能如火如荼的時代背景下，如何應用人工智能相關技術對傳統的計算機基礎教學進行改革的具體方案。該方案以創建網絡智慧課堂教學模式改革為主體，輔以教學觀念、知識體系和課程考核方式改革，以期對高校的計算機基礎課程教學有所裨益。
1傳統教學的缺陷
⑴課程的教學地位沒有引起足夠的重視一些高校為計算機基礎課程分配較少的學時（少于48學時），甚至有的專業將此課程設置為選修課。這種設置降低了該課程在教師和學生心目中的位置，導致了對該課程的忽視。同時，不少老師因為學時不夠，時間緊迫，僅僅講述與考試相關的內容，不考的一概不講。這導致學生的眼界受限，知識和能力受限，無法培養其全面綜合的計算機素質。還有的專業沒有將這門課給專業的計算機學院的老師講授，而是隨意安排授課人員。沒有經過系統專業訓練的教師缺乏足夠的知識儲備，很難講好這一門看似簡單的課程。⑵課程教學內容的制定與當今時代對于信息化人才的需求脫節一些高校的現狀是計算機基礎的課程教材知識陳舊[3]、質量堪憂，教材總是無法跟上知識更新的步伐，例如都2019年了還在講Office2010。有的高校由于缺乏對課程的重視，沒有對教材優中選優，而是基于利益的考慮，優先選擇自己院系編寫的教材。其教材內容是七拼八湊，沒有整體性、邏輯性和連貫性，更不用說前瞻性。這樣的教材，無疑對學生的學習設置了巨大的屏障。除此以外，一些院校的課程教學知識體系不夠明確和完善，教學大綱的制定不夠科學。從教學大綱中制定的學時分配來說，常常偏重實用性[4]，常用計算機軟件操作占據了大部分的課時。這會讓教師在授課時輕理論而重操作，如此培養學生，非常不利于其計算思維的形成，對后續其他計算機相關課程的學習也是很大的傷害。⑶教學模式過于傳統，信息化水平較低從教學方式上來說，傳統的教學模式以教師課堂授課為中心，是以教師為主體的教學模式[5]。在這種模式下，教師仍然主要以填鴨式教學為主[6]，無法通過課堂教學發現學生的個性化特點，并進行有針對性的教學。另外，雖然計算機基礎課程一般都配備了實驗課時，但是實驗課常常是采用教師布置上機任務、學生做完抽樣檢查的模式。這對于大課堂來說，教師的任務繁重，無法搜集到每一個學生的任務完成情況，無法清晰地掌握學生學習的實際情況和薄弱環節。而且，該課程缺乏相應的研討課時，很難讓學生對其所學知識進行深入思考和探究，以增強思辨能力和對課程的學習興趣。⑷課程考核方式不夠公平合理從考核方式上來說，該課程普遍采用“平時成績”+“期末考試”的加權方式對學生成績進行評定。平時成績多由考勤分所得，期末考試多采用機考模式。這種考核方式過于單一化、機械化，無法對學生進行全方位的評價。很多學生來到教室打考勤，但可能根本沒聽講，而是在睡覺或者玩手機。期末機考的公平合理性也是存在著很多的漏洞。例如機考的試題庫可以十年不變，分值的分配和難度的掌握都沒有經過系統的考量。甚至有的考試系統不夠穩定和安全，頻頻爆出Bug，嚴重影響了考試結果的真實性。
2新人工智能環境下對計算機基礎課程改革的具體方案
2012年開始，在隨著卷積神經網絡技術在視覺處理方面的應用取得巨大的成功之后，人工智能到達了有史以來的第三個爆發期。目前，深度學習技術在AlphaGo、無人駕駛汽車、機器翻譯、智能助理、機器人、推薦系統等領域的發展如火如荼。與此同時，人工智能技術在教育領域方面的應用已經興起。人工智能的教學產品也已有先例，例如基于MOOC平臺研發的教學機器人MOOCBuddy等等?；谌斯ぶ悄艿慕逃侨诤显朴嬎?、物聯網、大數據、VR、區塊鏈等新興技術的增強型數字教育[2].在當前人工智能的大時代背景下，針對傳統計算機基礎的種種弊端，我們提出了如下教學改革方案。⑴改變教學理念，確立計算機基礎課程的重要地位計算機基礎作為高校的一門公共課，實則應當作為各個專業的學生后續的學習、科研的必修之課程。因此，高等學校應從源頭上確立該課程的重要地位，將該課程納入必修課范疇，并給與更充分合理的課時分配。除教學課時、實驗課時之外，需要為該課程增加一定的研討課時。任課老師必須是來自于計算機專業的人才。同時，定時舉辦關于該課程的教學培訓、教學研討會和教學比賽，改變教師的教學理念，從源頭上給予該課程足夠的重視。⑵優化教學內容，重新制定課程的教學知識體系教材是教師教學的主要依據，也是學生獲得系統性知識的主要來源。因此，教材對于教學的重要性不言而喻。教材的選取需要優中擇優，必要的時候可以根據自身院校的情況自己編寫，力求使用好的教材使教學事半功倍。在選定優質教材的基礎上，制定更加合理的教學大綱，優化計算機基礎課程的教學知識體系，突出計算機學科入門相關基礎理論知識的重要地位。對現有的過時內容進行更新，例如操作系統以Windows10的操作取代Windows7，Office這部分使用Office2019版本取代2010的版本，同時增加關于算法入門知識、程序設計入門知識以及人工智能、區塊鏈等前沿知識單元的介紹。以華中師范大學為例，我們在圖1中給出了該校計算機基礎課程的教學知識體系結構圖。⑶充分利用現代化的教學工具和人工智能技術，構建智慧課堂，改變傳統教學模式現代化的教學應當轉變以教師為核心的教學模式，更加突出學生的主體性地位。因此，在人工智能、物聯網、大數據等技術和蓬勃發展的情形下，應當改變傳統的課堂教學形式，充分利用現代化信息技術，將傳統課堂教學和網絡課堂教學模式相結合，構建智慧課堂。融合課堂教學身臨其境的效果與網絡課堂自主性強且方便師生交流的特點，通過師生之間多層次、立體化的互動，達到提升教學效果的目的。同時，建立功能強大、完善的學生實驗平臺，基于不同專業學生的不同特點和不同需求，進行個性化的作業設置。針對教師布置的實驗任務和學生的完成情況，結合在線網絡教學系統，通過傳感器及網絡數據，搜集學生的學習行為數據，并且使用人工智能算法進行智能分析，使教師對當前的學生的學習情況一目了然，并能引導學生對重點、難點的鞏固和掌握。研討課以學生為主體，按照所選課題進行分組調研、分組討論，刺激學生的學習興趣，培養其思辨能力。研討內容最終可以課程論文的形式上交至課程共享平臺，由教師和同學共同給出評分。這里，仍以華中師范大學為例，我們將在線教學系統、實驗課平臺、研討課共享平臺等集成為一個基于人工智能技術的網絡智慧教學綜合平臺系統。該系統主要包括用戶管理、在線教學、課堂互動、作業管理、考試管理、BBS系統、智能分析和平臺管理8個模塊，其主要功能如圖2所示。該系統采用C/S模式，系統的服務器選用Linux服務器，同時開發基于PC機的和手機端的客戶端系統，方便學生和教師隨時選用、更加靈活。在線教學模塊中的智能學習助理功能，能夠根據歷史用戶的學習行為和當前用戶的學習行為，自動地識別學習內容中的難點以及當前學生的難點內容，有針對性地對學生進行知識點強化。課堂互動模塊中，通過可穿戴式傳感器搜集學生的學習行為，用于后續智能分析模塊中對學生的學習態度和學習行為進行智能分析。在線作業評價模塊包括機器評價和教師評價兩個功能。機器評價是系統為學生作業（客觀題、主觀題）自動評分，其中主觀題的評分也是使用人工智能技術來實現。教師評分時可以參考機器評分，減少教師工作量。同時，教師評分為機器評分提供機器學習的經驗數據，促進機器評分更加智能。智能分析模塊能夠依據學生的在線課程學習模塊、課堂學習模塊、作業管理模塊等搜集到的學習行為數據進行綜合分析，促使教師深入了解學生的學習情況和個性化特點，提升教學的針對性，并且有助于后續對學生進行全面、綜合的分析和成績評定。所有系統模塊中使用到的智能分析技術包括基本的統計分析、以及各類機器學習算法（k-means,NaveBayes,SupportVectorMachine,DeepLearning等等）。⑷改變傳統成績考核的方式在“教學”+“實驗”+“研討課”課程結構以及網絡智慧教學綜合平臺的輔助之下，學生的成績評定更加全面化、多元化、公平化、自動化[7]。平時成績中，除了教學綜合平臺的“課堂簽到”次數之外，還增加更多豐富多元化的考察信息，如：學生的課堂討論、在線課程學習和考核結果、平時作業完成情況，以及智能分析模塊中輔助分析的學習態度、學習能力、平時成績預測。期末上機考試系統也是智慧課堂綜合平臺的一個子模塊，是精心設計的穩定、安全、功能強大的子系統，方便教師每一年更新試題庫，修改bug。試題庫中的每一套試卷都應當經過科學的考卷質量分析，使其難度、覆蓋范圍在一個均衡、合理的范圍。最后，教師通過對各類平時成績指標以及期末考試成績加權，給出最終的學習成績。通過規范、合理、公平、全面的考核體系，獲得對學生公平、完善的評價機制，激勵學生并刺激教學良性運轉。
3結束語
