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区块链的火热,不但引起知名金融机构和投资机构的极大兴趣,同样激发了创业者们前所未有的热情。他们从2015年开始纷纷登场,如雨后春笋般一夜间出现在人们视野,进而让人们产生将区块链当作全新的技术加以看待的错觉。但事实上,区块链技术的历史最早可追溯到2000年以eCash为代表的密码学领域的研究甚至更早,而随后在技术研究路线上的偏差,导致其在2009年比特币出现之后才被重新J识。
今天的区块链可能就像1993年的互联网。1993年,几乎没人听过互联网这个词。然而,之后10年发生的科技爆发与瓦解,我们的生活方式被互联网彻底改变。同样,区块链因解决了有价值信息的传播和去中心化问题而被誉为是“下一代互联网”。
2016年常被称为“区块链元年”,这一年,区块链的价值在世界范围内得到认可。2015年年末,以R3CEV为代表的区块链联盟成立,短时间内吸引了超过40家国际银行业巨头加盟。2016年5月31日,由包括银行、基金、证券、股权交易所、保险、金融业务、科技企业在内的7大类、31个成员共同发起的金融区块链合作联盟在深圳正式成立,共建中国版R3,开启巨头联盟。据不完全统计,截至2016年年底,全球区块链初创公司达到1175家,吸引的投资总额达到了18亿美元,是2012年的200万美元的900倍。
我国区块链技术应用场景逐步扩展
金融领域应用热度高企。当前,金融业法定数字货币、贷款清算、证券交易、积分兑换等领域区块链应用广泛。利用区块链技术,中国人民银行正在构建法定数字货币的系统设计理念、运行框架、流通方式,挖掘法定数字货币的多场景应用需求;微众银行与华瑞银行联合建立区块链应用系统,推动交易和清算过程集成,实现双方微粒贷联合贷款的实时结算和清算;小蚁公司构建了由市场参与者共同维护的股权数据库,提供股权发行、股权交易等去中心化服眨恢泄银联与IBM计划共建跨行积分兑换平台,为消费者提供中国银联体系内跨行、跨平台积分通兑服务。
非金融领域应用探索力度加大。目前,区块链技术应用在公益捐款、证明文件、房产交易、工业物联网等领域取得明显进展。蚂蚁金服正试点利用区块链技术,构建记录善款全生命周期流向的多方共识和信息同步机制;鑫苑公司联合 IBM共同构建房易信平台,集成房产信息数据库、房产估值系统、交易流通系统、 风险控制系统等模块,提供基于智能合约的房产交易服务;区块链工业应用研究中心构建了若干分布式数据存储节点和身份验证机制,探索开发工业物联网解决方案,以解决不同厂家的传感器数据传输过程中存在的信任问题。
我国区块链技术深化应用面临困局
区块链技术仍存在薄弱环节。区块链技术仍是一项需要持续迭 代完善的技术。区块链技术最初仅用于为实现比特币交易的去中心化、去信任化提供一套共识机制。随着应用覆盖范围不断扩大, 区块链技术薄弱环节逐渐暴露:一是区块链网络中节点容量和处理性能两大指标设计仍需权衡,区块链网络中分布式记账节点参与越多,网络的可信度就越高,然而,网络中分布式记账节点的增多会拖慢整个网络达成共识的速度,降低网络对于大规模并发式业务的处理能力;二是区块链网络的抗攻击能力有待提升。最近,世界著名区块链应用平台“以太坊”受到网络攻击,Geth节点上2283416号区块发生了崩溃。“以太坊”公共声誉受损的同时,原来一直上升的以太币价格也大幅下跌。
区块链技术应用价值被低估,掣肘深化应用。区块链技术是由计算机学、密码学、金融学等多学科理论耦合而成的多学科技术逻辑的集成,它在构建社会信任体系、杜绝隐私泄露、加速资产流动等方面大有可为。但目前国内很多专家、学者、研究机构、企业等仅从单一学科的角度认识区块链技术,认为区块链技术仅是一项加密算法或是数据库技术,导致区块链技术实际社会价值被低估。
区块链技术应用支撑薄弱。当前,区块链技术在术语、参考架构、评价体系等方面缺乏统一标准,导致区块链技术在硬件设备、加密算法、挖矿节点、应用开发等方面无法形成集群化规模。
破局之道
以深化应用牵引区块链技术演进发展。一是重视区块链技术发展,制定区块链技术发展路线图,着力突破芯片研发、矿机生产、矿场建设、技术平台开发、行业解决方案能力提升等关键环节,培养一批技术能力强、有全球市场话语权的龙头企业;二是推动区块链技术与相对成熟的信息技术应用的融合创新,加速区块链技术与物联网、云计算、大数据、人工智能等技术的嫁接融合,重点解决数据可靠性、数据加密等问题;三是依托科研院所、 重点企业,组织实施区块链领域创新能力建设工程,汇聚各方研发力量打造一批区块链领域技术创新平台,在全国构建点线面结合的创新网络,推动区块链技术在经济社会各领域的深度应用。
它是大数据的加速器
都说大数据是企业的加速器,那么大数据本身作为一种产业,它有加速器吗?答案是肯定的,就是“区块链”。那这区块链究竟是啥呢?简单来说,区块链就是一个记账本,不同的是这个账本里面的交易都是数字化的。
需要提醒大家注意的是,这里所说的区块链并不是一个特定的软件,就像是计算机编程中常见的“冒泡算法”一样,它体现的是一种特定的设计思想,在实现这样一个思想也有多种多样的方式。
区块链这个账本还有一个特点,那就是全民参与记账,在这个记账系统中的每个人都有机会参与记账。在一定时间段内任何数据变化,系统就会评判这段时间内记账最快最好的人,并把他记录的内容写到账本,同时将这段时间内账本内容发给系统内其他人进行备份。这样系统中的每个人都拥有了一本完整的账本。这样的一个账本跟大数据有关系吗?答案是肯定的。
目前,国内的大数据资源流通现状已经初具规模:政府搭建了诸多数据共享平台,一些平台已经开始对外开放;商业方面各种数据服务提供者开始从巨头公司衍生至一些中小公司,服务趋向精细化、全面化;在平台建设方面一些数据交易平台开始启动建设,贵州一些起步较早的平台目前已经投入了使用。总体上大数据在稳步推进的发展中。
不过,纵观国内,大数据发展仍存在一些普遍性的问题,其中在数据资源流通方面存在的问题就是显而易见的:现有硬件条件的影响下,数据开放共享并不简单;在上游方面数据流通的监管也缺乏有效的措施,进而导致数据安全的保护比较薄弱、数据资产确权困难;而在下游则会出现数据服务的变现模式困难、单一。面对这些问题,“区块链”仿似应运而生,成为了大数据产业的“加速器”。
针对问题对症下药
区块链中的“SHA256”和“哈希算法”(两种特有的设计的算法模式)像是一个“检测器”,有了这两个东西大数据流通的一致性和完整性就得到了保障。具体做法是通过将各种数字化的资产交易转换为一个中间值,如果有人从中破坏,那么下次访问时这个数值就会改变,即便只是一个标点符号都会导致这个值的变化,一旦变化,交易就会遭到拒绝。这两个算法就是这样起保护作用的。
不仅如此,“区块链”中的加密算法还保证非授权用户不能访问数据库,共识机制保证了数据资产的确权登记,交易记录同样会跟踪资产的交易全程……总的来说,区块链的设计出现恰当的解决了目前大数据产业中数据资源流通的问题。
那么,解决了这些数据资源流通的问题之后我们一般民众能有啥切实的感受呢?举个最简单的例子,在过去,两个互不认识和信任的人要达成协作是困难的,必须要依靠第三方。比如支付行为,在过去任何一种转账,必须要有银行或者支付宝这样的机构存在。但是通过区块链技术,这种协议就可以在没有任何中介的行为下达成。这一点在区块链的发源地――比特币中已经得到实现,在没有第三方中介的介入下双方可以互信的转账行为。这是区块链的重大突破。
区块链自身的问题
重建主动免疫可信体系抵御攻击
那么它的安全问题是什么?它是一个计算科学问题,是一个体系结构问题,是一个计算模式问题。
区块链是一种共享的分布式数据库,说到底是计算机的系统数据库,记录各方都认定的交易数据,增强透明度和安全性,并且能提高处理效率,中间人工的参与和干预不要了,去中介化了,但是依赖于密码加密验证的技术,这个技术使得交易数据块连起来,来表达交易的过程,形成一个链,就是区块链。这也是公开、透明、公共的交易账本,去中心化的传统人工处理,显然是信息化的计算机处理系统,因此保证系统的安全可信是根本。
它本身有安全性,就是用密码来保证交易过程导致的篡改,但是系统如果共建以后,一样的不安全,而且更不安全,完全在数据库系统里面,所以我们说的安全是系统安全,不光是应用安全。
这个问题怎么引起的呢?我们怎么解决呢?由于在数据库和计算机系统,区块链都是为了完善任务去设计的,因此人们的逻辑认识是有限的,是有局限的,不可能把所有的问题都解决了,只能局限于完成计算任务去设计IT系统。
由此可见,必定存在逻辑不全的缺陷,从而难以应对人为利用缺陷进行攻击,一般系统是难以顶得住的,尽管区块链有安全密码来验证这个是真是假。
但是一旦密码出了问题以后,照样是验证不了。所以我建议白皮书要重点说明系统安全,才能保证区块链健康的发展。
因此,必须从逻辑正确验证、计算体系结构和计算模式等科学技术创新去解决逻辑缺陷不被攻击者所利用的问题。所以,我们说以前防火墙、入侵检测和病毒防范“老三样”是解决不了这个问题的,封堵查杀难以应对利用逻辑缺陷的攻击,消极被动防不胜防,超级权限用户的违背安全原则,超级权限用户要什么拿什么,危害着我们安全方面的原则。
由此看来,我们只能重建主动免疫可信体系,才能有效抵御攻击。可信计算是指计算运算的同时进行安全防护,使计算结果总是与预期一样,计算全程可测可控,不扰,因此安全是相对的,保证原来正确的目标已达到就可以了。
构建安全可信的保障体系
可信计算是一种云运算和防护并存的主动免疫的新计算模式,用密码实施身份识别、状态度量、保密存储、及时识别实体和非实体的身份,强调破坏和进入的有害物质,这是根本的错误。
计算机PC结构是由计算机编译和简化产生的,但是它把安全可靠防护的措施简化了,因为当时把它假设为个人计算机,自己处理自己的问题,跟别人没有关系,所以把相互影响或者相互干扰的措施全部去掉,剩下的就没有免疫系统,或者是免疫系统不全的问题,因此我们又提出可信支持的双体系结构。
只有这样,区块链在新型信息技术的应用,才能安全的运行,构建安全可信的保障体系。
云计算、大数据、移动互联网,我们要保障体系结构不被破坏,操作行为不会干扰,资源配置不会错配,数据存储不被剽窃,策略管理不会被篡改,这样才能保证我们系统的可信安全。
构建可信安全管理中心支持下的积极主动三重防护框架,重点是数据库的处理,就是计算处理节点上的安全,我们叫可信计算安全,这里面因为篡改,因为破坏,整个就瘫痪了。第二我们要有可信的节点,现在防火墙不解决安全技术的问题,也不太合理。“棱镜门”利用世界致命防护墙窃取情报,我们有可信的软件,要保证在交易过程当中保密,是不会篡改、假冒,而且有一定的保密性。
还有管理中心很重要,系统资源管理相当于保密室的安全管理,相当于监控室的审计管理。这样我们要求供给者进不去,进去了也拿不到信息,即便拿到了也看不懂,想改也改不了。更重要的是攻击行为赖不掉,这很重要,美国情报系统对于我们重要的网站,重要系统进出自由,中国人一概不顾,原因是他们篡改了记录,我们改不了。因此有这样的技术,以前震网、火焰、心脏滴血等不查杀而自灭。
这些技术是怎么来的呢?我们说中国在这一方面的技术有颠覆性的创新,所以我取的名字叫中国重启可信计算革命。中国也遇到了安全的严重挑战,尤其是核心机密安全问题,1992年正式立项研究主动免疫的综合防护系统,经过长期攻关,军民融合,形成了自主创新的可信体系,可惜的是我们自己用得不是很广泛,被国际可信组织TCG拿走了。我们全新可信计算体系框架,以自主密码为基础,控制芯片为支柱,双融主板为平台,可信软件为核心,可信连接为纽带,策略管控成体系,安全可信保应用。
另外,体系结构的不合理,还是主要停留在简单工程层面,尚缺乏比较完善的理论模型,TPM外挂,要达到可信,应用程序、操作系统必须要调用程序库才能达到所谓的可信,现在还是功能性的被动化解,不能解决主动违约的问题。
密码算法创新,我们提出了密码构建和密码模块TCM,具体的密码算法是不对的,密码是一个实体,密码是一个部件,必须有名有姓有管理人。我们提出了对称密码和非对称密码相结合,提高了安全性和效率。对于密码安全的认证问题,对称密码很快就被接受了,现在国际标准采用的是我们的体制。
3.0的形态是可信免疫架构
现在是新的时代,那么1.0是什么样的,可信计算在20世纪80代就出现了,它在软件功能上差一些。2.0是PC时代,节点安全性真正成规模是在TCG出现了以后,对PCG实现了可信的保护,以PC单机为主,功能模块是被动度量的,平台是TPM+TSS的软件库。
3.0是网络系统,包括系统免疫性、节点虚拟动态链、宿主+可信双节点构成的结构以及主动免疫的密码技术,其形态是可信免疫架构。
3.0有很好的可信,比如说基于密码为基础的,计算复杂性的可信验证。其应用适应面取决于系统的安全需求,我们通过策略的制定来适应安全需要、安全强度,它可以抵御未知病毒、未知漏洞的攻击,实现智能感知。保护目标是统一管理平台策略支撑下的数据信息处理可信和系统服务资源可信。
技术手段以密码为基因,主动识别,主动度量,主动保密存储。防范位置是行为的源头,成本很低,可在多核处理器内部实现可信节点,在主板上加一个芯片也是可以的。实施难度比一般的可信计算的调用要容易得多,既可使用新系统的建设也可进行旧系统改造。对业务的影响,不需要修改原应用,通过制定策略进行主动实时防护,业务性能影响在3%以下。
中关村可信计算产业联盟于2014年4月16日正式成立,经过两年多运行,已有十多各专业委员会,发展迅速,成绩显著。
中国可信计算已经成为保卫国家网络空间的战略核心技术,也是世界W络空间斗争的焦点。
关键词:信息化教学,高职院校,教学能力
随着科学技术的飞速发展,信息技术已渗透到经济发展和社会生活的各个方面,全民教育、优质教育、个性化学习和终身学习已成为信息时代教育发展的重要特征。目前,人工智能、大数据、虚拟仿真等现代信息技术广泛应用于教育教学过程,促进了优质教育资源的全面覆盖,缩短了不同地域间优质教育资源调配差异,实现了教育公平。在“双高计划”建设背景下,全面提升高职教师信息技术应用能力,充分发挥信息技术教学优势,运用信息化教学手段进行教育教学,有利于提升高等职业教育人才培养质量。
一、信息化教学的理论依据
人工智能、大数据、区块链、移动终端、物联网、大数据等新兴技术,促进“互联网+”融合,推动职业教育信息化发展,是适应教育现代化的必然趋势。越来越多的职业院校教师能够主动利用信息化技术及平台,探索教学方法。信息化环境下的教学与传统的教学方式相比,具有教学方法灵活、交流互动手段多样、教学资源丰富等优势。
二、教师信息化教学中存在的主要问题
从近几年信息化获奖作品的质量和参赛数量来看,高职院校对信息化给予极大的热情。大部分职业院校不惜重金打造比赛作品,从VR、AR等先进设备的引进和视频的拍摄等各个环节都耗费了大量的人力、物力,但是,学校管理者和教师没有真正认识到信息化教学对促进教学模式改革、教学理念更新的重要性。大部分教师在教学活动中还是简单地利用计算机、互联网、投影等,教学设计没有新意,没有创设情境,学生的主体地位没有得到充分的发挥,教师缺乏将信息技术与专业课程进行整合的能力。
三、信息化教学能力大赛对提升教师信息化能力的促进作用
(1)创新了教学模式。信息化教学环境依靠互联网、云计算、大数据、物联网、人工智能、虚拟仿真实训室、全息投影等技术来创设和营造情境,使授课、学习、评价等与教学流程相关的各个环节全部信息化,这样不仅为教师提供了优质的教学资源和灵活的教学模式,也为学生提供了多样化的学习途径与学习方式。(2)创设教学环境。获奖作品越来越注重利用信息化教学创设教学情境,激发学生学习兴趣。比如《影视鉴赏》,在传统教学中,教师一般是通过播放影视作品,引导学生感知人物形象,分析人物形象,掌握人物形象的塑造手法。信息化教学改变了传统教学方式,教师主要采用任务教学法,借助蓝墨云班课,自主微课,使学生对电影中的人物形象有初步的认识,学生在头脑风暴区上传喜爱的电影人物图片、在讨论版推荐影片,教师汇总后针对性地挑选并制成数字电影库,为课堂练习做好准备。(3)推动了教学资源的开发与建设。综览近几年获奖作品不难发现,大赛越来越重视教学资源的开发和建设。在线开放课程已成为职业院校必备的教学平台,为了在比赛中取得优异成绩,大部分职业院校从2016年开启了在线开放课程的建设历程。各省教育主管部门为了鼓励职业院校建设在线开放课程的积极性,开展了省级在线开放课程的评选,从政策、制度、评优等方面加大了在线开放课程的倾斜力度。
四、高职教师信息化教学能力提升的有效途径
(一)国家层面
1.以提质培优为契机,全方位提升高职教育信息化水平。“双高计划”和职业院校提质培优对职业院校提升信息化水平有明确指出,职业院校要加快智慧校园建设,适应“互联网+职业教育”需求,运用大数据、云计算、物联网、VR/AR、人工智能、5G网络、区块链等信息技术和教育理念的最新发展,构建信息技术支持下的教学空间、工作场所和虚拟场景及其相互融合的环境,促进学生自主、泛在、个性化学习。智慧教室、虚拟仿真实训室、虚拟工厂的不断完善,教学模式的改革,师生信息素养和信息化教学能力的提高,促进了信息技术与教育教学深度融合,提升了教师信息化水平。2.不断完善信息化教学大赛制度,积极转化大赛成果并广泛共享。国家对提升职业院校教师信息化水平非常重视,在中国特色高水平院校的申报环节中,把信息化国赛获奖经历作为必备条件之一。国家应出台转化大赛成果的制度,推动比赛成果转化。
(二)学校层面
1.推进智慧数字教室建设。全面改善学校网络条件,升级校园网主干带宽,实现无线WI-FI6和5G通信网络全覆盖,完成IPv6规模化部署。按照新一代互联网发展趋势,加快学校信息化基础设施建设,建设集现代技术为一体的智能教室,建成全向交互、全面感知、高效协同的智慧校园。运用信息技术推进教育教学改革,实施线上线下教学融合发展计划,全学段推动“课堂革命”。2.健全信息化教学考评制度。学校要高度重视信息化教学,完善学校信息化教学大赛机制,每年定期组织信息化教学比赛,积极打造优秀作品参加省级、国家级教学能力大赛,并对获奖教师在职称评定以及各种评优活动中倾斜。把学生信息化能力素养列入人才培养方案及日常学习计划中,提高学生利用网络信息技术和优质在线资源进行自主学习的能力。