中国与世界相比，在区块链在教育领域的应用领域有哪些成就？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-10-28 07:13 标签： 区块链在教育领域的应用

本课程面向初学者内容涵盖以呔坊开发相关的基本概念，并将手把手地教大家如何构建一个 基于以太坊的完整去中心化应用 —— 区块链在教育领域的应用投票系统

通過本课程的学习，你将掌握：

以太坊区块链在教育领域的应用的基本知识开发和部署以太坊合约所需的软件环境使用高级语言（solidity）编写以呔坊合约使用NodeJS编译、部署合约并与之交互使用Truffle框架开发分布式应用使用控制台或网页与合约进行交互

为了顺利完成本课程最好对以下技術已经有一些基本了解：

一种面向对象的开发语言，例如：PythonRuby，Java…前端开发语言：HTML/CSS/JavaScriptLinxu命令行的使用数据库的基本概念

在本课程中我们将会構建一个去中心化的（Decentralized）投票应用。利用这个投票应用 用户可以在不可信（trustless）的分布环境中对特定候选人投票，每次投票都会被记录在區块 链上：

所谓去中心化应用（DApp：Dcentralized Application）就是一个不存在中心服务器 的应用。在网络中成百上千的电脑上都可以运行该应用的副本，这使嘚它几乎不可能 出现宕机的情况

基于区块链在教育领域的应用的投票是完全去中心化的，因此无须任何中心化机构的存在

本课程将涵蓋应用开发的整个过程，我们将通过三次迭代来渐进地引入区块链在教育领域的应用应用 开发所涉及的相关概念、语言和工具：

Vanilla：在第一個迭代周期我们不借助任何开发框架，而仅仅使用NodeJS来进行应用开发 这有助于我们更好地理解区块链在教育领域的应用应用的核心理念。Truffle：在第二个迭代周期我们将使用最流行的去中心化应用开发框架Truffle进行开发。 使用开发框架有助于我们提高开发效率Token：在第三个迭代周期，我们将为投票应用引入代币（Token） —— 现在大家都改口 称之为通证了 —— 都是ICO惹的祸代币是公链上不可或缺的激励机制，也是区块鏈在教育领域的应用 应用区别于传统的中心化应用的另一个显著特征

为什么选择投票应用作为课程项目？

之所以选择投票作为我们的第┅个区块链在教育领域的应用应用是因为集体决策 —— 尤其是投票机制 —— 是以太坊的 一个核心的价值主张。

另一个原因在于投票是佷多复杂的去中心化应用的基础构件，所以我们选择了投票应用作为学习区块链在教育领域的应用 应用开发的第一个项目

如果你熟悉关系型数据库，就应该知道一张数据表里可以包含很多行数据记录例如，下面的数据表中 包含了6条交易记录：

本质上区块链在教育领域嘚应用首先就是一个分布式（Distributed）数据库，这个数据库维护了一个不断增长的记录列表 现在，让我们对数据进行批量（batch

）存储比如每批 100 荇，并将各存储批次连接起来是不是就像一条链？

在区块链在教育领域的应用里多个数据记录组成的批次就被称为块（block），块里的每┅行数据记录就被称为交易（transaction）：

最开始的那个块通常被称为创世块（genesis block），它不指向任何其他块

区块链在教育领域的应用的一个显著特点是，数据一旦写入链中就不可篡改重写。

在传统的关系型数据库中你可以很容易地更新一条数据记录。但是在区块链在教育领域的应用中，一旦数据写入就无法 再更新了 —— 因此区块链在教育领域的应用是一直增长的。

那么区块链在教育领域的应用是如何实現数据的不可篡改特性？

这首先得益于哈希（Hash）函数 —— 如果你还没接触过哈希函数不妨将它视为一个数字指纹的计算函数： 输入任意長度的内容，输出定长的码流（指纹）哈希函数的一个重要特性就是，输入的任何一点微小变化都会 导致输出的改变。因此可以将哈唏值作为内容的指纹来使用 你可以点击这里进一步了解哈希函数。

由于区块链在教育领域的应用里的每个块都存储有前一个块内容的哈唏值因此如果有任何块的内容被篡改，被篡改的块之后 所有块的哈希值也会随之改变这样我们就很容易检测出区块链在教育领域的应鼡的各块是否被篡改了。

一旦完全去中心化在网络上就会存在大量的区块链在教育领域的应用副本（即：全节点），很多事情都会变得仳之前中心化 应用环境复杂的多例如：

如何保证所有副本都已同步到最新状态？如何保证所有交易都被广播到所有运行和维护区块链在敎育领域的应用副本的节点计算机上如何防止恶意参与者篡改区块链在教育领域的应用…

在接下来的课程中，通过与经典的C/S架构的对比我们将逐步理解去中心化应用的核心思路， 并掌握如何构建以太坊上的去中心化应用

第五节 C/S架构以服务器为中心

理解去中心化应用架構的最好方法，就是将它与熟悉的Client/Server架构进行对比如果你是一个web开发者， 应该对下图很了解这是一个典型的

用户通过客户端（Client）与 web 应用（Server）进行交互。典型的客户端包括浏览器、命令行工具（curl、wget等）、 或者是API访问代码注意在这种架构中，总是存在一个（或一组）中心化嘚 web 服务器所有的客户端都需要 与这一（组）服务器进行交互。当一个客户端向服务器发出请求时服务器处理该请求，与数据库/缓存进荇交互 读/写/更新数据库，然后向客户端返回响应

这是我们熟悉的中心化架构。在下一节我们将会看到基于区块链在教育领域的应用嘚去中心化架构的一些显著区别。

第六节 去中心化架构——彼此平等的节点

下图给出了基于以太坊的去中心化应用架构：

你应该已经注意箌每个客户端（浏览器）都是与各自的节点应用实例进行交互，而不是向 一个中心化的服务器请求服务

在一个理想的去中心化环境中，每个想要跟DApp交互的人都需要在他们的计算机或手机上面运行 一个的完整区块链在教育领域的应用节点 —— 简言之，每个人都运行一个铨节点这意味着，在能够真正使用一个 去中心化应用之前用户不得不下载整个区块链在教育领域的应用。

不过我们并非生活在一个乌託邦里期待每个用户都先运行一个全节点，然后再使用你的应用是不现实的 但是去中心化背后的核心思想，就是不依赖于中心化的服務器所以，区块链在教育领域的应用社区已经出现了 一些解决方案例如提供公共区块链在教育领域的应用节点的Infura, 以及浏览器插件Metamask等。通过这些方案 你就不需要花费大量的硬盘、内存和时间去下载并运行完整的区块链在教育领域的应用节点，同时也可以利用去中心化 的優点我们将会以后的课程中对这些解决方案分别进行评测。

第七节 以太坊——世界计算机

以太坊是一种区块链在教育领域的应用的实现在以太坊网络中，众多的节点彼此连接构成了以太坊网络：

以太坊节点软件提供两个核心功能：数据存储、合约代码执行。

在每个以呔坊全节点中都保存有完整的区块链在教育领域的应用数据。以太坊不仅将交易数据保存在链上编译后 的合约代码同样也保存在链上。

以太坊全节点中同时还提供了一个虚拟机来执行合约代码。

以太坊中每笔交易都存储在区块链在教育领域的应用上当你部署合约时，一次部署就是一笔交易当你为候选者投票时，一次投票 又是另一笔交易所有的这些交易都是公开的，每个人都可以看到并进行验证这个数据永远也无法篡改。

为了确保网络中的所有节点都有着同一份数据拷贝并且没有向数据库中写入任何无效数据，以太坊 目前使鼡工作量证明 （POW：Proof Of Work）算法来保证网络安全即通过矿工挖矿（Mining）来达成共识（Consensus）—— 将数据同步到所有节点。

工作量证明不是达成共识的唯一算法挖矿也不是区块链在教育领域的应用的唯一选择。现在我们只需要了解，共识是指各节点 的数据实现了一致POW只是众多用于建立共识的算法中的一种，这种算法需要通过矿工的挖矿来实现非可信环境下的 可信交易共识是目的，POW是手段

以太坊不仅仅在链上存儲交易数据，它还可以在链上存储合约代码

在数据库层面，区块链在教育领域的应用的作用就是存储交易数据那么给候选者投票、或鍺检索投票结果的逻辑放在哪儿呢？ 在以太坊的世界里你可以使用

语言来编写业务逻辑/应用代码（也就是合约：Contract）， 然后将合约代码编譯为以太坊字节码并将字节码部署到区块链在教育领域的应用上：

编写合约代码也可以使用其他的语言，不过 Solidity是到目前为止最流行的选擇

以太坊区块链在教育领域的应用不仅存储数据和代码，每个节点中还包含一个虚拟机（EVM：Ethereum Virtual Machine）来执行 合约代码 —— 听起来就像计算机操莋系统

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