Bài báo trình bày tổng quan về công nghệ chuỗi khối, cách thức công nghệ này được ứng dụng trong giáo dục, đặc biệt là giáo dục trực tuyến, bao gồm các vấn đề về lưu trữ thông tin người học, quá trình học tập, các chứng chỉ và bằng cấp một cách bền vững và an toàn, giúp cho những người quan tâm (nhà tuyển dụng/người sử dụng lao động) nhanh chóng xác minh được tính xác thực của các văn bản này mà không cần có sự tham gia của một bên được tin tưởng khác.
Nguyễn Đức Tuấn, Thái Thanh Tùng Công nghệ chuỗi khối khả ứng dụng để xác nhận trình học tập đào tạo trực tuyến Nguyễn Đức Tuấn1, Thái Thanh Tùng2 Email: nguyenductuan@hou.edu.vn Email: tttung@hou.edu.vn Trường Đại học Mở Hà Nội 101 Nguyễn Hiền, Bách Khoa, Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam TÓM TẮT: Trong bối cảnh nay, tác động dịch Covid -19, nhiều sở đào tạo đẩy mạnh hình thức đào tạo trực tuyến Tuy nhiên, việc đào tạo trực tuyến tồn nhiều vấn đề, đặc biệt yếu tố đảm bảo chất lượng Với nhiều khoá học trực tuyến, việc xác minh trình học tập học viên thiếu minh bạch Vì vậy, đơn vị sử dụng lao động gặp nhiều khó khăn việc xác minh cấp hay chứng người ứng tuyển thơng tin q trình học tập bị chỉnh sửa Từ thực tiễn trên, công nghệ chuỗi khối (blockchain) ứng dụng để đảm bảo tính đắn hoạt động đào tạo học tập Đặc biệt là, tồn q trình học tập người học lưu trữ cách bền vững công khai với người tham gia Bài báo trình bày tổng quan cơng nghệ chuỗi khối, cách thức công nghệ ứng dụng giáo dục, đặc biệt giáo dục trực tuyến, bao gồm vấn đề lưu trữ thông tin người học, trình học tập, chứng cấp cách bền vững an toàn, giúp cho người quan tâm (nhà tuyển dụng/người sử dụng lao động) nhanh chóng xác minh tính xác thực văn mà khơng cần có tham gia bên tin tưởng khác TỪ KHĨA: Blockchain; cơng nghệ chuỗi khối; giáo dục; xác nhận trình học tập; đào tạo trực tuyến Nhận 13/11/2020 Đặt vấn đề Hiện nay, với phát triển công nghệ truyền dẫn tốc độ cao băng thông rộng, có nhiều dịch vụ phát triển, chẳng hạn Điện toán đám mây, dịch vụ dựa Vạn vật kết nối Internet (IOT Internet of Things) Cùng với nhiều dịch vụ dựa ứng dụng dịch vụ đặt xe Uber, Grab Điểm chung ứng dụng có nhiều giao dịch với thơng tin hoạt động người dùng tạo Các liệu bị sửa đổi, giả mạo chí xố khỏi hệ thống Vì vậy, tốn đặt để xác định nguồn gốc, tính tồn vẹn liệu minh bạch thông tin giao dịch thực hệ thống dịch vụ Chẳng hạn, giáo dục (GD), đặc biệt loại hình đào tạo trực tuyến việc xác định trình học tập người học hoạt động gặp nhiều khó khăn chưa có tin tưởng từ phía người sử dụng lao động Các thơng tin trình học tập kết học tập người học bị thay đổi mà khó xác minh tính đắn Hơn nữa, việc lưu trữ cách tập trung thơng tin khiến tồn liệu bị xảy cố thiết bị lưu trữ Việc thông tin trình học tập người học lại quản lí cách độc quyền sở đào tạo khiến cho tổ chức sử dụng lao động gặp nhiều trở ngại việc xác Nhận chỉnh sửa 22/11/2020 Duyệt đăng 25/01/2021 minh tính xác Nếu khơng xác định tính đắn q trình học tập việc xác định tính hợp lệ cấp, chứng gặp nhiều khó khăn Trong viết này, kiến thức công nghệ chuỗi khối, cách thức chuỗi khối hoạt động khả ứng dụng chuỗi khối việc xác nhận trình học tập đào tạo trực tuyến trình bày Nội dung nghiên cứu 2.1 Công nghệ chuỗi khối Công nghệ phát minh chối cãi tính ưu việt lợi ích mà mang lại đứa tinh thần hay nhóm nhà khoa học biết đến với bút danh Satoshi Nakamoto [1] Bằng cách cho phép thông tin số phân tán không bị chép, công nghệ chuỗi khối tạo tảng cho dạng Internet mới; Là tảng ý tưởng ban đầu cho loại tiền mật mã Bitcoin, cộng đồng cơng nghệ tìm thấy ứng dụng mang tính cách mạng công nghệ lĩnh vực khác Chuỗi khối gì? Blockchain hay Chain of blocks (chuỗi khối), cách đơn giản, hình dung chuỗi ghi (một khối) chỉnh sửa gắn kết với tem thời gian quản lí chuỗi máy tính (không thuộc sở hữu thực thể đơn lẻ) [2] Các máy tính SỐ ĐẶC BIỆT THÁNG 01/2021 49 NGHIÊN CỨU LÍ LUẬN thuộc nhiều người dùng khác họ tham gia vào mạng lưới dịch vụ Mỗi khối liệu chuỗi đảm bảo an ninh gắn kết với thông qua thuật toán mã hoá Việc gắn kết khối (block) thực thông qua chế: khối chứa kết băm từ liệu khối trước (xem Hình 1) Hình 1: Các khối chuỗi khối Nguyên lí gắn kết khối chuỗi khối tạo nên an ninh cho khối Bởi mã băm tạo từ liệu bên khối Mọi thay đổi liệu làm thay đổi mã băm Block gì? Block hay khối đơn giản tập hợp liệu có cấu trúc chứa thơng tin giao dịch (chuyển tiền, bỏ phiếu, trao đổi hàng hoá,…) thành viên mạng với thông tin ngày tháng, thời gian, lượng tiền hay hàng hoá Khối chuỗi gọi Genesis block [3] (khối nguyên thuỷ) Các khối chứa thông tin người thực giao dịch Tuy nhiên, điều đặc biệt người dùng không cần phải sử dụng định danh thực để đảm bảo tính minh bạch giao dịch hệ thống cung cấp thông tin tra cứu giao dịch Cách thức mà Blockchain hoạt động Thông thường, chuỗi khối thực với bốn bước (xem Hình 2) Bước 1: Khi nút khởi tạo, giao dịch tạo sau kí dạng kĩ thuật số khố bí mật Một giao dịch thể nhiều hoạt động khác chuỗi khối Thông thường, cấu trúc liệu biểu diễn chuyển đổi giá trị người dùng mạng chuỗi khối Bước 2: Một giao dịch gửi đến tất nút (gửi quảng bá) mạng chuỗi khối giao thức gọi Goosip [4] Bước 3: Các nút khác mạng (những người dùng khác) xác nhận giao dịch dựa tiêu chí thiết lập trước Thơng thường, có nhiều nút yêu cầu để xác minh giao dịch Bước 4: Một giao dịch xác nhận, đưa vào khối Và khối tạo tự gắn kết vào chuỗi khối mật mã (sử dụng hàm băm để tạo liên kết với khối cũ chuỗi) Tại giai đoạn này, giao dịch có xác thực lần hai khối có xác thực lần đầu Các giao dịch tái xác thực lần khối tạo Thơng thường, có sáu xác nhận mạng yêu cầu để chốt giao dịch Ngay sau khối thêm vào chuỗi khối khả bị chỉnh sửa thấp Bởi lúc đó, việc chỉnh sửa khối cần có đồng thuận tất nút mạng lưới Để thực hoạt động trái phép cần phải có nhiều tài ngun tính tốn 2.2 Các đặc điểm công nghệ chuỗi khối Trong nhiều hệ thống, chuỗi khối đóng vai trị sổ lưu trữ lại tất giao dịch thực Để đảm bảo hệ thống hoạt động cách đắn, cơng nghệ chuỗi khối có đặc điểm sau: Khơng thể làm giả phá hủy chuỗi khối Theo lí thuyết, khối lặp phân tán nhiều nút hệ thống mạng chuỗi khối Vì vậy, muốn xố bỏ tất liệu cần phải thực tất nút mạng Khi mà mạng chuỗi khối có số lượng lớn nút địi hỏi lực tính tốn lớn thực công việc Bất biến: Dữ liệu chuỗi khối gần khơng thể chỉnh sửa (chỉ thực người tạo cần có đồng thuận thành viên khác mạng) [5] Bảo mật liệu: Các thông tin, liệu chuỗi khối phân tán có người nắm giữ private key (khố bí mật hay khố riêng) truy xuất liệu Minh bạch: Ai theo dõi đường liệu chuỗi khối, biết nhìn thấy giao dịch tạo 2.3 Ứng dụng chuỗi khối giáo dục Trong năm gần đây, vấn đề chưa giải dứt điểm GD nhiều quốc gia giới nạn chứng giả Vào năm 2010, tiến sĩ cựu chủ tịch Microsoft Trung Quốc Tung Jun nhận từ đại học Pacific Western làm dấy lên nghi ngờ [6] Các nhà điều tra sau phát rằng, Hình 2: Các bước hoạt động chuỗi khối 50 TẠP CHÍ KHOA HỌC GIÁO DỤC VIỆT NAM Nguyễn Đức Tuấn, Thái Thanh Tùng trường đại học chưa kiểm định với 2500 đô la Mĩ cấp mà khơng cần phải tham gia học tập Tại nhiều quốc gia khác, có Việt Nam, hàng năm, quan chức phanh phui nhiều đường dây giả mạo cấp Thực tế việc thẩm định trình học tập chưa dễ dàng mà sở GD có nhiều người theo học nên phải nhiều thời gian công sức để lưu trữ thông tin Do vậy, nhiều sở GD thực lưu trữ đến năm cách thời điểm Việc sở GD trì trung tâm liệu họ kiểm sốt nên liệu q trình học tập kết học tập SV bị thay đổi bị xố mà khơng có liệu dự phịng để khơi phục Giải pháp truyền thống thiết lập quan tập trung để chứng thực tính hợp lệ cấp Các tổ chức định danh (như hệ thống GREC đại học Barcelona) giúp xác nhận tính hợp lệ cấp không giải vấn đề kĩ kiến thức có [7] Tuy nhiên, mơ hình gặp phải nhiều rủi ro mà trung tâm lưu trữ liệu tập trung bị phá hủy thảm họa thiên tai lũ lụt, động đất hay kiện toàn cầu chiến tranh Chẳng hạn, chiến Syria, hồ sơ chứng nhận nước quốc gia bị phá huỷ [8] Trong đó, nhu cầu chia sẻ liệu cách an toàn ngày tăng lên người học ngày có xu hướng lựa chọn khoá học trực tuyến việc học tập nước ngồi Lúc này, việc chứng thực cung cấp thơng tin q trình học tập người học trở thành yêu cầu quan trọng mà sở đào tạo cần phải đưa vào hệ thống để thu hút sinh viên (SV) Bởi vì, quốc gia khác lại có hệ thống GD tổ chức khác cấp Vì vậy, sau kết thúc trình học tập nước ngoài, trở nước, SV phải thực việc xin công nhận chứng nhận cho q trình học tập Cơng nghệ Blockchain giải pháp tốt cho vấn đề Với kiến trúc phân tán, công nghệ hứa hẹn mang lại lợi ích tính bảo mật an ninh thông qua mật mã dựa sở hạ tầng khố cơng khai, ẩn danh, lâu dài, tồn vẹn, minh bạch tính bất biến (khơng thể sửa đổi khơng có đồng thuận thành viên mạng) Đã có nhiều ứng dụng khác dựa công nghệ chuỗi khối xây dựng lĩnh vực GD Lưu trữ thông tin định danh SV Hầu hết tổ chức GD đại học lưu trữ thông tin định danh SV tốt nghiệp dạng độc quyền Các sở liệu cấu trúc phép truy nhập nhân viên tổ chức GD hệ thống trực tuyến chuyên dụng, khơng cho phép truy cập từ bên ngồi lo ngại vấn đề an ninh Trái ngược với lưu trữ cơng nghệ chuỗi khối cho phép thông tin (hồ sơ) lưu trữ cách vĩnh viễn, tài liệu cấp chứng khóa học bảo vệ an tồn xác minh, người dùng có quyền truy cập vào hệ thống lưu trữ hồ sơ hệ thống GD hay không Ngay tổ chức GD cấp chứng bị đóng cửa toàn hệ thống GD bị sập, chứng cấp cho người học kiểm chứng thông tin lưu trữ cơng nghệ chuỗi khối (xem Hình 3) Chẳng hạn như, dự án chứng số MIT cung cấp hệ sinh thái nguồn mở để tạo, chia sẻ xác minh chứng GD dựa công nghệ chuỗi khối Các chứng số đăng kí chuỗi mạng lưới, kí mật mã chống sửa đổi Ngồi ra, việc ứng dụng cơng nghệ chuỗi khối việc lưu trữ thông tin đào tạo trực tuyến mang lại nhiều hiệu giảm thời gian, công sức để định danh xác minh tính đắn liệu Hình 3: Các thơng tin q trình học tập người học lưu trữ Blockchain SỐ ĐẶC BIỆT THÁNG 01/2021 51 NGHIÊN CỨU LÍ LUẬN Xác minh danh tính Đây vấn đề nan giải tổ chức GD, đòi hỏi nhiều can thiệp thủ công tạo nhiều hội cho việc giả mạo liệu Với quy trình kĩ thuật số, việc xác nhận danh tính SV thực lần Thay lưu trữ tài liệu nhận dạng SV, mạng chuỗi khối lưu trữ thông tin tài liệu Bằng cách sử dụng cơng nghệ chuỗi khối, SV người tuyển dụng tra cứu thông tin xác thực trực tuyến sở GD kiểm sốt việc lưu trữ quản lí liệu họ Trong tổ chức (doanh nghiệp) lớn, người làm việc u cầu xác nhận thơng tin q trình học tập với nhiều phận khác tổ chức Trong trường hợp này, cơng nghệ chuỗi khối kết hợp với chế đăng nhập lần (Single Sign-on) cho phép phận tổ chức chia sẻ liệu định danh trình học tập người lao động với Đặc biệt là, tổ chức GD cung cấp mơ hình đào tạo trực tuyến việc xác định danh tính người học quan trọng mà từ lâu xã hội coi hình thức học tập thường có chất lượng thấp người học sau tốt nghiệp thường khó tìm việc làm Với việc ứng dụng cơng nghệ chuỗi khối việc giả mạo danh tính người học mặt lí thuyết gần khơng thể thực Bởi vì, có hoạt động nào, chẳng hạn bổ sung thêm người học vào danh sách lớp tất thành viên tham gia mạng lưới nhận biết mà hoạt động cần có đồng thuận họ thêm vào chuỗi Lưu trữ trình học tập SV Tồn q trình học tập SV lưu trữ khối Mỗi hoạt động học tập SV lưu trữ dạng giao dịch hệ thống Ngay có hoạt động học tập phát sinh giao dịch chứa thơng tin hoạt động gửi lên mạng lưới Giao dịch xác nhận đưa vào chuỗi khối có đồng thuận nút mạng Các nút (là người sử dụng lao động, nhà tuyển dụng, SV khác, nhà quản lí GD) xác nhận tính hợp lệ hoạt động Ngay hoạt động học tập người học xác nhận đưa vào chuỗi tất nút mạng lưới lưu trữ thông tin hoạt động [9] Vì vậy, có xảy mát liệu cố thiết bị lưu trữ nút Hình 4: Các thơng tin q trình học tập người học lưu trữ Blockchain nút hồn tồn đồng lại liệu nút khác mạng lưới (xem Hình 4) Nếu có người dùng mạng lưới muốn chỉnh sửa hoạt động học tập thân họ người học khác cần phải có đồng thuận tất nút mạng lưới Khi sở đào tạo ban hành chứng chỉ/bằng cấp cho người học thơng tin hoạt động gửi đến cho tất người tham gia mạng lưới để xác nhận Chứng nhận/bằng cấp lưu trữ cách an toàn mạng lưới Kết luận Bằng cách ứng dụng cơng nghệ chuỗi khối tồn trình học tập người học minh bạch hố trước người quan tâm Vì vậy, việc giả mạo cấp hạn chế Hơn nữa, nhờ có tin tưởng trình học tập người học, đặc biệt hình thức đào tạo trực tuyến sở đào tạo hồn tồn thực việc cấp lại chứng chỉ/ Đây vấn đề tồn lâu mơ hình đào tạo truyền thống, nơi mà việc cấp lại giấy tờ chứng nhận thực Thậm chí, nhiều sở đào tạo hồn tồn cấp chứng dạng số cho người học Từ đó, giảm thiểu hoạt động giả mạo cấp vốn vấn đề khó giải cách triệt để sở đào tạo quan quản lí Tuy nhiên, cần phải có giải pháp lưu trữ hợp lí mà tất thông tin người học lưu tất nút (thiết bị) tham gia vào mạng lưới Lúc này, khả lưu trữ tất nút mạng cần đảm bảo Tài liệu tham khảo [1] G Chen, B Xu, M Lu, and N.-S Chen, (2018), “Exploring blockchain technology and its potential applications for education,” Smart Learn Environ., vol 5, no 1, p 1, Dec 2018, doi: 10.1186/s40561-0170050-x [2] “What is Blockchain Technology? A Step-by-Step Guide For Beginners,” Blockgeeks, Sep 18, 2016 https:// blockgeeks.com/guides/what-is-blockchain-technology/ 52 TẠP CHÍ KHOA HỌC GIÁO DỤC VIỆT NAM (accessed Oct 09, 2019) [3] D Yaga, P Mell, N Roby, and K Scarfone, “Blockchain technology overview,” National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, NIST IR 8202, Oct 2018 doi: 10.6028/NIST.IR.8202 [4] X Zhu, “Research on blockchain consensus mechanism and implementation,” IOP Conf Ser Mater Sci Eng., vol 569, p 042058, Aug 2019, doi: 10.1088/1757- Nguyễn Đức Tuấn, Thái Thanh Tùng 899X/569/4/042058 [5] H Atlam, A Alenezi, M Alassafi, and G Wills, “Blockchain with Internet of Things: Benefits, Challenges and Future Directions,” Int J Intell Syst Appl., vol 10, 2018, doi: 10.5815/ijisa.2018.06.05 [6] “Blockchain ứng dụng vào sống, hoạt động kinh doanh doanh nghiệp ?,” Dec 29, 2017 http://cafef.vn/news-20171229161339726.chn (accessed Oct 12, 2019) [7] A Bartolomé, C Torlà, L Castañeda, and J Adell, “BLOCKCHAIN IN EDUCATION: INTRODUCTION AND CRITICAL REVIEW OF THE STATE OF THE ART,” vol 61, 2017, doi: 10.21556/edutec.2017.61 [8] N Smolenski, “Blockchain Records for Refugees,” Medium, Jun 12, 2017 https://medium.com/learningmachine-blog/blockchain-records-for-refugeesbd27ad6e6da1 (accessed Oct 18, 2019) [9] C Atienza-Mendez and D G Bayyou, “Blockchain Technology Applications in Education,” vol Volume 6, pp 68–74, 2019 BLOCKCHAIN AND ITS POTENTIAL APPLICATIONS TO THE VALIDATION OF STUDENTS’ LEARNING PROCESS IN ONLINE EDUCATION Nguyen Duc Tuan1, Thai Thanh Tung2 Email: nguyenductuan@hou.edu.vn Email: tttung@hou.edu.vn Hanoi Open Univeristy 101 Nguyen Hien street, Hai Ba Trung district, Hanoi, Vietnam ABSTRACT: In the present context, various online learning have been largely used in educational institutions due to the impact of the COVID-19 pandemic Unfortunately, the online training courses are still faced with some existing problems, especially quality assurance factors For many courses, verifying the students’ studying process is lack of transparency As a result, it will be difficult for employers to assess an applicant’s qualifications or certificates as the information of students’ academic background may be modified From these facts, blockchain technology is applied to guarantee the validation of the training and learning activities In particular, the entire learning process of learners is permanently stored in the chain and publicly transparent with other members (students and employer organization) of the blockchain network This paper illustrates the basic information of blockchain and how this technology is used in online learning The learner’s information including study records and qualified certificates are stored permanently and securely in the blockchain network This enables the concerned persons or employer organizations to verify the authenticity of these above-mentioned documents without the requirement of the trusted third party KEYWORDS: Blockchain; blockchain technology; education; learning process validation; online education SỐ ĐẶC BIỆT THÁNG 01/2021 53 ... nhiều nút yêu cầu để xác minh giao dịch Bước 4: Một giao dịch xác nhận, đưa vào khối Và khối tạo tự gắn kết vào chuỗi khối mật mã (sử dụng hàm băm để tạo liên kết với khối cũ chuỗi) Tại giai đoạn... dịch có xác thực lần hai khối có xác thực lần đầu Các giao dịch tái xác thực lần khối tạo Thơng thường, có sáu xác nhận mạng yêu cầu để chốt giao dịch Ngay sau khối thêm vào chuỗi khối khả bị... người học kiểm chứng thông tin lưu trữ cơng nghệ chuỗi khối (xem Hình 3) Chẳng hạn như, dự án chứng số MIT cung cấp hệ sinh thái nguồn mở để tạo, chia sẻ xác minh chứng GD dựa công nghệ chuỗi khối