教育区块链基础平台的研究与实现

发布时间：2022-07-20 15:21

　　作为一种全新的分布式基础架构与计算范式,区块链因其防篡改、可追溯和去中心化的特点而备受人们关注,被誉为是下一代价值互联网业态和基础解决方案。目前,教育行业充斥着各种学历造假、版权侵犯等问题,而区块链技术在教育行业中的应用尚处于萌芽阶段,再加上成熟的区块链平台大多集中于加密货币领域,在智能合约、交易处理效率等方面还存在些许不足,因此,实现一款适用于教育行业的区块链基础平台具有重大意义。本文通过研究智能合约和共识算法等关键技术,将区块链技术和教育行业相结合,设计并实现了一种轻量且高效的教育区块链基础平台。该平台以智能合约的形式构建学分银行应用,将学生的学习记录和教育机构的教育资源上传至区块链,利用区块链的共识机制对其进行信任背书,不仅能在一定程度上解决学历造假和版权侵犯问题,而且有助于实现教育资源共享,促进教育行业的发展。本文首先基于联盟链的概念,设计了一种节点之间相互连接且接入同一个Kafka集群的区块链组网方式,以减少节点之间数据通信的开销。其次,本文设计了一种轻量级的智能合约执行引擎,将智能合约以动态共享库的形式运行在Docker容器中,并在此基础上完成智能合约的部署、实例化、停用、... 

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 研究现状
    1.3 研究内容与章节安排
第二章 平台相关关键技术研究
    2.1 区块链相关关键技术
        2.1.1 密码学算法
        2.1.2 区块与链式存储
        2.1.3 共识算法
        2.1.4 智能合约
        2.1.5 P2P网络
    2.2 平台研发相关关键技术
        2.2.1 多重签名
        2.2.2 RPC
        2.2.3 Docker
        2.2.4 Kafka
    2.3 本章小结
第三章 平台系统分析与架构设计
    3.1 可行性分析
    3.2 需求分析
    3.3 平台架构设计
        3.3.1 网络结构
        3.3.2 软件架构
    3.4 本章小结
第四章 平台模块设计与实现
    4.1 功能模块设计
    4.2 接口服务模块
        4.2.1 内部服务
        4.2.2 外部服务
        4.2.3 区块链SDK
    4.3 数据同步模块
    4.4 交易管理模块
    4.5 合约管理模块
        4.5.1 智能合约执行引擎
        4.5.2 智能合约生命周期管理
        4.5.3 系统智能合约
    4.6 排序共识模块
        4.6.1 基于Schnorr算法的多重签名共识机制
        4.6.2 交易排序
        4.6.3 区块打包
    4.7 应用合约模块
        4.7.1 用户智能合约
        4.7.2 资源智能合约
        4.7.3 学分智能合约
    4.8 本章小结
第五章 平台测试
    5.1 测试环境
    5.2 功能测试
    5.3 高可用测试
    5.4 性能测试
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]我国区块链金融监管机制探究——以构建“中国式沙箱监管”机制为制度进路[J]. 陈志峰,钱如锦.  上海金融. 2018(01)
[2]智能合约的形式化验证方法[J]. 胡凯,白晓敏,高灵超,董爱强.  信息安全研究. 2016(12)
[3]区块链技术发展现状与展望[J]. 袁勇,王飞跃.  自动化学报. 2016(04)
[4]基于椭圆曲线的多重数字签名方案[J]. 李斌,赵泽茂,李继国.  计算机应用与软件. 2007(04)
[5]基于Schnorr数字签名的顺序群签名方案[J]. 张秋余,张俊敏,余冬梅,管伟.  兰州理工大学学报. 2007(02)
[6]基于RSA的多重数字签名[J]. 张键红,韦永壮,王育民.  通信学报. 2003(08)



本文编号：3664237