基于区块链的学业信息管理系统构建研究

【摘要】：随着学生教育信息管理系统规模的不断增长,信息化数据海量增长,学生的隐私数据面临重大的挑战。目前学生信息管理系统基于中心化的方式进行数据存储,一旦中心数据库出现问题容易导致学生数据泄露篡改,不能保证数据的完整性和真实性,造成学生的隐私被侵犯。因此学业数据如何具有安全性、可靠性和隐私保护性的平台来存储和管理已经成为该领域需要解决的问题。区块链是一个个区块按照时间戳顺次链接的链式结构,通过多种加解密方法、分布式网络等技术保证数据具有可溯源性和不可篡改性。本文在区块链相关理论和技术的基础上,建立基于区块链技术的学业信息管理系统,解决学业数据管理领域存在的隐私保护,数据丢失,数据被篡改等诸多问题。(1)采用Kmeans聚类分析模型,对学生各个样本进行分析,运用机器学习中聚类分析算法,利用Kmeans算法对学生成绩进行分类,建立了区块链中链码的业务逻辑,对学生分类状态进行了区块链上传,为学生个人状态分类情况提供服务,为后期教师开展针对性教学提供了更大的便捷性。(2)研究了区块链的数据结构、p2p网络、共识机制和Fabric网络、对称加解密技术、非对称加解密等技术;对系统进行了加解密设计、结合业务逻辑的智能合约设计,提出了一种具有强加密以及高效率的加密方案,采用AES对称加密算法加密学生信息数据、椭圆曲线ECC加密算法加密AES密钥,加强数据的完整性和可信性,提升了平台加解密的速度以及安全性。(3)设计了 Fabric网络浏览器,将模型所有交易等具体信息进行可视化。对基于区块链的学生学业信息管理系统进行fabric浏览器设计,进行可视化展现,方便了用户操作。(4)采用联盟链构建区块链系统平台,利用MVC模式开发GoWeb业务功能,通过Fabric-SDK-Go与底层区块链网络交互,通过智能合约实现业务功能,利用CouchDB存储方案实现了学业数据的共识保存及学业数据存储与传输,提升了网络运行速度。结合本校机械工程学院测控专业的学生数据,利用Caliper对平台进行吞吐量和延迟进行了测试,实验结果表明,系统具有良好的可用性和可靠性,满足基于区块链的学生学业信息管理系统的构建要求。图[51]表[13]参[52]