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基于智能区块链技术的高校辅导员绩效评估体系架构的研究

2023-01-07张朝霞关俊明熊茂华通信作者

信息记录材料 2022年11期
关键词:哈希区块辅导员

张朝霞,关俊明,熊茂华(通信作者)

(广州商学院信息技术与工程学院 广东 广州 510555)

0 引言

辅导员的绩效评估指标体系中通常包含有2 个一级指标,即“辅导员的学生工作绩效”和“辅导员个人发展和素质提升绩效”。在一级指标“辅导员的学生工作绩效”下通常又包含4 个二级指标,即:学生思德政治素养、学生学习与工作能力、学生管理与学生发展、辅导员工作满意度[1]。高校辅导员的主要工作也就是学生工作和辅导员个人发展与素质提升。本文采用智能区块链技术对高校辅导员工作绩效考核评估,利用区块链的“去中心化”和“去高度权威化”;建立学生评价、教师评价、职能部门评价和本部门评价等指标体系,克服评估主体单一化、指标泛化、内容固化、方法机械化等问题。

1 区块链技术

1.1 区块链

区块链有3 类链,即公有链、私有链和联盟链。

公有链具有去中心化的特点,不受任何机构控制。公有链的优点是具有开放的链上节点,任何人都可参与区块链的计算,并可获取完整的区块链数据,依靠加密技术保证安全。其缺点是挖矿能耗高、交易量受限、节点信息传递速度慢。

私有链只有部分节点允许参与和查看链中全部数据,如一个公司或个人享有该区块链的写入权限。优点是规则易修改、交易量和交易速度不受限、网络耗能低;其缺点是节点接入受限,信息交易中存在的问题不能及时解决。私有链以中心化换取了区块链权限的一些特殊控制。

联盟链具有多中心化,群体内部可预先设定权限对等的特殊特征的成员,在不完全互信时实现数据的可信交换,其他接入节点可用该区块链开放的API 进行限定性的查询、并参与交易。联盟链的优点是易控制权限,扩展性强;缺点是不能完全解决信息问题。

区块链技术的发展之迅速,其实际区块链应用中仅凭单一形式的区块链很难满足需求,因此3 种形式的区块链的界限比较模糊,原因是区块链中每个节点的读写权限复杂,有的节点是完全开放,有的节点是部分开放或半开放。比如,有些记账型节点和具有核心权限的节点仅能且只能向许可的节点开放,区块链的实际应用系统中就不再是纯粹的公有链或私有链。

1.2 区块构成

区块链(Blockchain)是一种数据结构,由一串通过密码学方法产生的数据块,即节点组成的分布式数据库系统是不可更改伪造。每一个区块(节点)都包含了上一个区块(节点)的哈希值(Hash),从创始区块(Genesis Block)开始连接到当前区块。

区块链技术其关键技术包括哈希函数、默克尔拓扑树、家族算法和时间戳共识机制等。因此若要深入研究智能区块技术下的高校辅导员绩效评估的应用,就需要了解区块的构成。

区块是由区块头和区块体2 部分组成,其两者的桥梁是靠存储父区块哈希联系起来。

区块头的结构中包括了Version(记录了版本号)、Previous_block_hash(上一个区块的Hash 地址)、Merkle_root(默克尔根)、time(区块生成时间)、Target_bits(区块的工作量难度目标)、nonce(用于计算目标的随机数参数值)。

1.3 PoW 共识机制

PoW(Proof-of-Work,PoW)共识机制[2]主要是为了解决区块链网络中的各节点的一致性而采用一种竞争记账方式,是由算力决定记账权,依据自身的算力情况可获得该次记账权的概率。节点在不断消耗算力,可通过哈希计算找到期望的随机数。验证节点被称为“矿工”,随机数查找过程称为“挖矿”。“挖矿”有三个重要功能。在区块链的共识机制设计时借鉴了PoW 工作量证明。常见的是利用HASH 运算的复杂度进行CPU 运算以实现工作量确定。

区块链的PoW 共识机制是PoW 共识,借鉴了很多HashCash 的处理方法。PoW 证明过程实质上是挖矿过程,找到合适的哈希值。区块头里的各个值并不是随机的,是通过固定的算法获得,Merkle 根哈希值是把交易打包变成一颗Merkle 树,最后得出根的哈希值,其难度值是由算法不断调整。

PoW 工作量证明的流程需经历3 步:

(1)生成Merkle 根哈希

首先生成Merkle 根哈希,即节点自产生一笔筹币交易,并与其他所有即将打包的交易通过Merkle 树算法生成Merkle 根哈希。

(2)组装区块头

PoW 工作量证明的计算是以区块头作为输入参数,由第1 步计算出来的Merkle 根哈希,再由区块头的其他组成部分组装成区块头。

(3)计算出工作量证明的输出

是把所有交易打包生成Merkle 树,计算Merkle 根的哈希值,然后组装区块头,再计算工作证明的输出。

可直接通过公式和一些伪代码表示工作量证明的输出,具体如下:

(1)工作量证明的输出=SHA256(SHA256(区块头);

(2)if(工作量证明的输出<目标值),证明工作量完成;

(3)if(工作量证明的输出>=目标值),变更随机数,递归i 的逻辑,继续与目标值比对。

2 辅导员绩效评估区块链的架构

本文采用混合形式的区块链[3],即校内私有区块链和机构间共有链。图1所示的是辅导员绩效评估区块链架构图[4]。辅导员的绩效评价体系是在校内区块链中,分为主体和服务对象两大部分;主体部分包括教师、辅导员、学生、职能部门和所属部门;服务对象是学生和家长。其工作流程分为3 部分,即学生处、团委、教务处和创新创业办等节点是发布数据信息的节点,是领导节点、学生学习任务、学生各活动项目工作和创新创业等都是由这些节点管理和发布信息。校内各二级学院单位、二级学院的学生部、校内其他部门和学生节点共享区块链发布信息,信息既诚实又透明,节点之间信息互通流畅。校内是私有区块链,高校与校外平台构建成机构间共有链,互通信息与交互信息等。

图1 高校辅导员绩效评估区块链架构图

2.1 辅导员绩效评估区块链的重要组件

基于区块链技术的高校辅导员绩效评估体系的组件主要包括技术组件、核心组件和配套组件。

(1)技术组件:辅导员绩效评估区块链各相关节点的信息传播、节点识别、节点重构、节点管理等是以P2P技术为基础运作,由哈希算法SHA256 将相关节点的交易打包生成Merkle 树,计算Merkle 根的哈希值,再把组装区块头不断进行SHA256SHA256(区块头)操作,判断是否达到网络目标值,否则不断继续哈希。经过SHA256 的哈希和数字签名等方法进行数据的签名、加密和隐私保护,并以块链式将节点信息储存到数据库中。

(2)核心组件:在辅导员绩效评估区块链中其核心组件是:针对高校辅导员绩效评估工作的实际情况和应用场景,通过高校辅导员绩效评估系统的信息发布功能模块可选择发布所需的信息,相关智能合约可通过脚本语言编写,系统的安全运行是依靠激励机制来维持[5]。

(3)配套组件:基于区块链技术的高校辅导员绩效评估体系中包括的校内私有区块链和机构间共有链(即高等学校与社会各种其他机构组成的互通联盟链)是由专人专职负责管理及运维。在试验与初运期,需有各种配套的运维与管理机制和功能。为了提升系统性能与区块链的测试,还需将辅导员绩效评估区块链部署到相应的服务器上,以提高相关节点的运行速度和吞吐量。

2.2 校内私有链

校内私有链以学生处、团委、教务处和创新创业办等作为关键的领导节点,区块链从学生处、团委、创新创业办、教务系统和科研管理系统引入完整的学生信息作为关键节点1 和关键节点2。且这些领导节点通过学校的学生信息管理系统和教务管理系统中的精准数据来监管辅导员评估区块链中其他节点。校内私有链中的相关联部门节点的链条相互连通,区块链中发布的信息“诚实透明”,且各节点共享数据。从技术层面和内涵层面作深入分析。

技术层面:主要是为了实现区块链各相关节点单位的相互之间的彼此信任、记账与对账的统一性和一致性、信息交互与交流的对等性和互通性、工作流程便捷性与优化,突破传统的以单位为中心的模式,实现去中心化、互信、一致、融通、便捷和高效。即:

从中心化至去中心化

从不信任到信任

从数据不一致到一致

从沟通不畅到信息互通

从业务流程繁复至便捷

内涵层面:契合国情、立足校本、贴近实景;从学生处、团委、教务处、创新创业办和科研处等节点可获得辅导员绩效相关数据,即一级考核指标:学生工作绩效、个人发展与素质提升绩效数据;二级考核指标:一级考核指标“学生工作绩效”下的二级指标为学生思德与政治素质、学生学习与工作能力、学生管理与学生发展、辅导员工作满意度等;一级考核指标“人发展与素质提升绩效数据”下的二级指标为辅导员品质与能力、辅导员的能力提升、辅导员职业发展等;在二级指标下的三级指标30 个。

以上的数据来源是从可信节点上获取,数据源精准、可信度高;节点信息数据是依据辅导员绩效评估指标体系中的3 级指标(一级指标2 个、二级指标7个、三级指标30 个)。辅导员绩效评估采用层次分析法,建立辅导员绩效考核的三层次模型,即目标层、准则层、指标层。其中:一级指标为目标层,从“学生工作绩效”和“个人发展与素质提升绩效数据”两个方面考核辅导员的绩效;二级指标为准则层;三级指标为指标层,是辅导员的绩效考核的具体指标。

辅导员的绩效评估方法采用了层次分析法,具体计算步骤如下:

(1)评判矩阵的构建

评判矩阵P=(pij)n×n中的pij用于表明第i评估体系指标对第j个评估体系指标的相对重要性。

(2)根据评判矩阵计算指标的权重值。权重计算公式如下:

式中,wi为各评判指标的重要程度的权数,W=(w1,w2,…,wn)为评判矩阵的特征向量。

由评判矩阵P即可计算各行的平均值。

(3)验证评估矩阵的一致性

是验证评估矩阵对不同指标重要程度能否真实反映指标。其验证方法是:

首先计算评判矩阵最大特征值

式中的Pw是矩阵P与特征向量W的乘积。

其次计算评判矩阵的一致性指标

计算随机一致性指标

式中,RI为平均随机一致性指标。

(4)计算评估指标的权重值

区块链的辅导员绩效评估体系从4 个层面用层次分析法评判矩阵和区块链技术构建评判矩阵,通过4 个层面各分量进行加权计算可得辅导员绩效估计指标体系的权重值。

以广州商学院为例,对应的4个层面分别是:学生层面、学工职能层面(学校的学工部、团委、创新创业办、教务处)、二级学院层面和辅导员绩效考评专家层面;根据经验、推演、模型仿真、专家意见和优化,当选定4 个层面的点的分量为(0.249 0.151 0.315 0.285)时,进行加权平均计算可获得辅导员绩效评估指标的权重值。

(5)计算辅导员绩效方法

计算辅导员工作绩效一级指标下分值

式中,wi、Ei分别为第i个一级指标分值和权重值,n为一级指标数。

计算二级指标下的分值

式中,wij、Hij分别为第i个一级指标下第j个二级指标的得分值和对应的权重值,k1 为第i个一级指标下二级指标数。

计算三级指标下的分值

式中,Qijk为对应三级指标,为i、j、k分别对应一级指标、二级指标和三级指示下位置;nij为对应第i个一级指标下,第j个二级指标下的三级指标的个数。

(6)机构间共有链

校内的区块链是私有链,辅导员的绩效评估系统中除了校内私有链,还有机构间共有链,即与校外其他高校、机构建立在共识机制下的联盟链;校外机构可通过共识机制获得信息共享。联盟链也可在获得一定的权限时在校内发布信息。联盟链可搭建师生学习的资源平台、人才市场信息平台、用人单位相关信息平台等。

3 结语

本文提出一种基于智能区块链技术的高校辅导员工作绩效考核评估的混合式架构,利用区块链的“去中心化”和“去高度权威化”建立学生评价、教师评价、职能部门评价和本部门评价系统的架构,克服评估主体单一化、指标泛化、内容固化、方法机械化等问题。结合高校辅导员工作绩效评估的指标体系和评估计算方法,可为高校辅导员绩效考核评估体系的设计与应用提供新思路。

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