Використання технології блокчейн для автоматизації безпеки управління навчальними документами

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Використання технології блокчейн для автоматизації безпеки управління навчальними документами

Abstract

блокчейн фінансовий комерційний

Using block chain technology for security automation of management of educational documents

Keywords: blockchain, Internet of Things, databases, automation, verification, education, diploma, management.

Основна частина

Технології розвиваються з часом, що впливає як на стрімкий розвиток інтернет засобів так і на виникнення нових загроз. З ростом технологій з'являється попит на злом, крадіжку, нелегальну торгівлю, шантаж, підрив авторитету і т.д. Для протистоянню цьому виникають захисні методи, підходи для забезпечення безпеки можливих жертв, а саме звичайних людей, які бажають використовувати онлайн сервіси, надсилати документи, які ідентифікують, авторизують їх у суспільстві, своїм роботодавцям.

Після закінчення вищої, середньої професійної чи середньої освіти кожен випускник отримує диплом, атестат або свідоцтво. Цей документ підтверджує факт успішного освоєння відповідної освітньої програми. Це дає змогу роботодавцеві за наявністю такого документа оцінити наявні професійні навички у потенційного працівника, а приймальним комісіям навчальних закладів переконатися у наявності необхідного рівня освіти вступника при переході на наступний рівень. Сам документ є паперовим гарантом, що підтверджує факт отримання освіти, а різні засоби захисту - такі, як водяні знаки і мікрошрифти, роблять їх підробку дуже складною.

Однак жодний фізичний спосіб захисту не здатний забезпечити абсолютну непідробність. Це породжує чимало проблем, пов'язаних із верифікацією дипломів та атестатів. Насамперед появляється велика кількість пропозицій підроблених копій на чорному ринку. Ця проблема зачіпає як роботодавців, так і приймальні комісії освітніх закладів, оскільки вони не можуть стовідсотково довіряти наданим документам про освіту.

Добросовісні одержувачі документів про освіту теж опиняються під загрозою. Адже заклад освіти може не мати офіційного статусу, але все одно зараховувати до себе студентів, стягувати плату за навчання і видавати після закінчення терміну навчання підроблений документ. Ще одна вразливість полягає в існуючій проблемі внесення правок в ці документи. Наприклад, можна виправити оцінки у дипломі чи дописати зайві дисципліни. Таким чином, проблема автентичності документа про освіту актуальна для кожного учасника освітнього процесу: студента, освітнього закладу і роботодавця.

Наявність паперової копії не може дати усіх гарантій і тому доводиться шукати інші способи, що дозволяють переконатися у справжності документа. Перший - направлення запиту до уповноважених державних органів. Другий - направлення запиту до освітнього закладу, що видав документ. Такі методи перевірки вимагають попередньої бюрократичної підготовки запитів і суттєвого терміну очікування.

Сформована нами низка проблем стала поштовхом для розробки системи, яка виключить можливість фальсифікації освітніх документів та максимально спростить роботу з ними. Технічно така система повинна гарантувати безпеку, непідробленість і незмінність збережених даних; має бути забезпечено захищений доступ із можливістю опціонального розширення прав доступу до документів від власників самих документів. Система повинна забезпечувати легку міграцію наявних даних про видані освітні документи, виключаючи будь-які реальні фізичні дії з попередньої підготовки даних.

Для забезпечення усіх вищенаведених вимог в сучасних умовах розвитку цифровізації суспільства найоптимальнішим буде використання технології блокчейн.

Мето ю статті є з'ясувати основні характеристики технології блокчейн та ефективність її застосування для забезпечення автоматизації управління освітніми документами.

На сьогодні блокчейн є актуальною технологією, адже застосовується в багатьох сучасних сферах - таких, як:

1) реєстрація даних, наприклад, реєстрація власності чи запис актів громадянського стану;

2) зберігання даних, зокрема в Р2Р-мережах, наприклад, РейоБйаге;

3) фінансові угоди, наприклад, укладання договору купівлі-продажу будинку.

Наукова новизна технології блокчейн полягає у відносно недавньому відкритті і розвитку цієї технології, а також застосуванні її в різних сферах життя.

Практична значущість технології блокчейн полягає в тому, що її можна впроваджувати у вже існуючі системи, робити їх удосконалення, а також використовувати як платформу, яка може підтримувати різні види і типи пристроїв та інших технологій.

І. Ніколіна та І. Гулівата зауважують, що розвинені країни, завершивши індустріалізацію, успішно цифровізують економіки та управління державою, прискореними темпами розвиваючи цифрові технології, де домінують технології «відкритих даних» (OpenData), «цифрових платформ» (DigitalPlatform), «блокчейну» (Blockchain), «цифрового робочого місця» (DigitalWorkplace), «багатоканал ьного інформування та залучення громадян» (Multichannelcitizenengagement), «інтернет послуг» (IoS), «Кіберфізичні системи» (Cyber-PhysicalSystem), «Смарт-факторія» (SmartFactory), «Спільні сервіси 2.0» (Sharedservices2.0), штучного інтелекту (AI) [3, с. 190].

Логіка взаємопроникнення ідей, диверсифікації зв'язків та поглиблення відносин за допомогою цифровізації, на думку С. Джангірала, дозволяє представити поняття розумного середовища потужним імпульсом для оптимізації усіх управлінських процесів, спрямованих на забезпечення його прискореного розвитку [5]. Технологія блокчейн здатна підтримати швидкий перехід до концепції використання цифрового середовища, що забезпечуватиметься високим рівнем розвитку взаємозв'язків між різними зацікавленими сторонами та дійовими особами, тоді ступінь «розумності» залежатиме від різних факторів [4].

Х. Трейблмайер та інші науковці стверджують, що зміст цифровізації полягає зокрема і в ідентифікації потреб громадянина та пошуку шляхів їх задоволення [6]. Відповідно державним закладам слід шукати інноваційні способи побудови нової технологічної архітектури, здатної врахувати економічні, соціальні та екологічні потреби.

Заступник міністра цифрової трансформації України з питань розвитку IT-галузі

О. Борняков зазначав: «Питання впровадження технології блокчейн, її застосування у державному управлінні, а також розроблення політики регулювання ринку криптоактивів наразі є надзвичайно актуальним для Міністерства цифрової трансформації України» [1].

Блокчейн - це особливий вид бази даних, в яку можна тільки вносити інформацію (а не видаляти або змінювати). Відповідно до своєї назви структура блокчейна нагадує ланцюжок із блоків, які ми можемо назвати певними порціями інформації, що додаються до бази даних. Кожен блок містить покажчик на попередній блок і деяку комбінацію інформації про транзакції, тимчасові мітки й інші метадані для підтвердження його достовірності. Оскільки вони взаємопов'язані, записи не можуть бути відредаговані, видалені або змінені будь - яким чином, оскільки це зробить недійсними усі попередні блоки.

Як працює блокчейн? На етапі знайомства з цією технологією блокчейн може здатися нам не дуже підходящим для використання, також може бути цікаво, які саме переваги пропонує така система порівняно з традиційною. Коли блокчейни розростаються, мережа дозволяє користувачам координувати свої дії навколо загального джерела істини, за відсутності необхідної довіри один до одного. У розподіленій мережі немає жодної сторони, яка здатна зламати добре побудований блокчейн.

Щоб самостійно перевірити стан блокчейн-мережі, користувач має завантажити спеціальне програмне забезпечення. Після інсталяції та запуску на комп'ютері користувача ця програма взаємодіє з екземплярами мережі на інших комп'ютерах з метою завантаження / скачування інформації (такої, як транзакції чи блоки). Новий користувач завантажує блок, щоб переконатися, що він був створений в рамках правил системи, і передає цю інформацію іншим пірам.

Як бачимо, блокчейн - це збудований за певними правилами безперервний послідовний ланцюжок блоків, що містять інформацію. Найчастіше копії ланцюгів блоків зберігаються на безлічі різних комп'ютерів незалежно один від одного. Таким чином, у нас виходить екосистема, яка може складатися з сотень, тисяч або десятків тисяч об'єктів, які запускаються і синхронізуються з однією і тією ж копією бази даних (вузли або ноди). Це робить мережу найбільш повномірною та цілодобово доступною.

Технологія блокчейну передбачає широкий спектр варіантів використання.

- Ланцюжки постачання: ефективні ланцюжки постачання лежать в основі багатьох успішних підприємств, їх основне завдання полягає в обробці та доставці товарів від постачальника до споживача. Проте координація діяльності кількох зацікавлених сторін у цій галузі за традиційною схемою виявилася дуже трудомісткою. Завдяки використанню технології блокчейн інтероперабельна екосистема, яка обертається навколо постійної бази даних, може призвести до появи нових рівнів прозорості для багатьох галузей.

- Геймінг: геймери знаходяться під владою компаній, які контролюють ігрові сервери. Щодо кінцевого користувача цієї індустрії відсутнє реальне право власності, а внутрішньоігрові активи існують виключно в межах припущень. Вибираючи підхід заснований на блокчейні, користувачам надається можливість фактично володіти своїми активами (у формі взаємозамінних/не взаємозамінних токенів, NFT), а також передавати їх між іграми чи ринками.

- Охорона здоров'я: прозорість та безпека технології блокчейн роблять її ідеальною платформою для зберігання медичних карток. Медичні мережі (що складаються з лікарень, клінік та інших постачальників медичних послуг) неймовірно фрагментовані, а залежність від централізованих серверів робить конфіденційну інформацію пацієнтів дуже вразливою і легкодоступною длязловмисників. Завдяки криптографічному захисту медичних записів на блокчейні пацієнти зберігають свою конфіденційність, водночас маючи можливість легко обмінюватися інформацією з будь-якою установою, яка підключається до глобальної бази даних.

- Римеса (міжнародні грошові перекази): відправлення грошей на міжнародному рівні є проблемою традиційних банківських систем. Тарифи і терміни проведення операцій роблять їх дуже дорогими та ненадійними для термінового переказу коштів через складну мережу посередників. Криптовалюти та блокчейни усувають екосистему посередників, і на сьогодні ціла низка проєктів використовує цю технологію для забезпечення дешевої та швидкої передачі грошей.

- Інтернет речей: дехто вважає, що зростаючий список підключених до інтернету фізичних пристроїв може бути значно розширений технологією блокчейн як у домашніх, так і в промислових умовах. Передбачається, що для поширення такого виду пристроїв потрібна нова економічна модель платежів, під назвою «machine-to-machine» (скор. M2M), яка потребує системи з високою пропускною здатністю для здійснення мікроплатежів. Інтернет речей - це концепція обчислювальної мережі фізичних предметів, оснащених вбудованими технологіями для взаємодії один з одним або із зовнішнім середовищем, що розглядає організацію таких мереж як явище, здатне перебудувати економічні та суспільні процеси, що виключає з частини дій та операцій необхідність участі людини [3]. Незважаючи на те, що нині індустрія інтернету речей переважно покладається на централізовані сервіси, їх навряд чи можна назвати адекватним довгостроковим рішенням для підтримки масового проєктування пристроїв у майбутньому. Перенесення даних та внутрішніх сервісів із централізованих серверів може стати тим ключем, який допоможе інтернету речей повністю розкрити свій потенціал, і, на нашу думку, це дозволить зробити саме технологія блокчейн.

- Державне управління: враховуючи, що розподілені мережі реалізують свою власну форму регулювання, недивно, що вони можуть знайти собі застосування у процесах дезінтермедіації на місцевому, національному або міжнародному рівнях. Державне управління на блокчейні забезпечує залучення всіх учасників у процесі прийняття рішень і надає прозорий огляд політичної діяльності.

- Благодійність: благодійним організаціям часто заважають обмеження на отримання коштів. «Крипто-філантропія» пов'язана з використанням технології блокчейн для обходу цього недоліку. За допомогою властивостей цієї технології для благодійних організацій відкриваються великі можливості стрімкого розвитку цієї сфери завдяки прозорості всіх операцій, участі благодійників за відсутності територіальних обмежень і скорочення операційних витрат.

- Цифрова ідентифікація: сучасний світ потребує рішень для ідентифікації особистості в епоху цифрових технологій. Фізичні особи піддаються підробці, тоді як традиційні заходи захисту недоступні для багатьох рядових користувачів. За допомогою технології блокчейн так звану особистісну суверенну ідентифікацію (від англ. self-sovereignidentity) можна закріпити в регістрі блокчейн-мережі та прив'язати до її власника, який може вибірково розкривати інформацію про себе третім сторонам, при цьому зберігаючи свою конфіденційність.

Технологія блокчейн залишається одним із найбільш гарячих трендів серед фінансових, державних і комерційних організацій у всьому світі. Журнал ForkLogпропонує огляд найцікавіших останніх ініціатив. Сінгапурський постачальник медичних послуг ZuellingPharmaвпроваджує систему на блокчейні eZTracker для миттєвої автентифікації сертифікатів вакцинації від COVID-19. Крім справжності, медичні співробітники і власники сертифікатів можуть також перевірити історію та пункти вакцинації. У компанії впевнені, що це допоможе запобігти нещасним випадкам, пов'язаним з використанням прострочених, контрафактних ліків і ліків, які неправильно зберігаються.

Філіппінський банк ADB запускає систему для операцій із цінними паперами на блокчейні. Він оголосив про роботу над проєктом для проведення міжнародних операцій із цінними паперами на блокчейні у співпраці з провідними компаніями сектору. В ADB мають намір об'єднати центральні банки та депозитарії цінних паперів з Асоціації держав Південно - Східної Азії для прямої взаємодії, скорочення витрат проведення транзакцій та усунення ризиків неправильних розрахунків. Ця ініціатива також має на меті прискорити транскордонні операції з цінними паперами в регіоні, які обробляються через міжнародну мережу кастодіанів, проходять через США чи Європу та займають до кількох днів.

Острівна держава в Тихому океані Палау анонсувала запуск програми цифрового резидентства RootNameSystem (RNS) на базі блокчейну. Ініціатива розробляється у співпраці з компанією CrypticLabs. Система дозволить отримати посвідчення особи на блокчейні та статус резидента Палау, поштову адресу, послуги доставки та перевірку цифрового підпису. Кожен учасник RNS зможе вибрати особисті дані, якими він готовий поділитись з іншими. Після схвалення заявки, цифровий резидент Палау також отримає цифрову версію посвідчення особи у вигляді NFT.

Сьогодні публічні блокчейни загальнодоступні. Це означає, що вам не потрібно проходити процедуру автентифікації, перш ніж стати учасником певної екосистеми. Щоби почати користуватися біткоїном чи іншими криптовалютами, користувачеві потрібно лише завантажити програмне забезпечення з відкритим вихідним кодом, щоб приєднатися до мережі.

Враховуючи доступність регістрів, заборонити брати участь з боку третіх осіб неймовірно складно і практично неможливо припинити роботу всієї мережі. Така доступність робить цю систему привабливим інструментом для багатьох користувачів. Тоді, як найпопулярніші програми пов'язані з фінансовими операціями, є безліч інших секторів, де їх застосування може бути вкрай продуктивним та корисним у майбутньому.

Головна особливість технології блокчейн - достовірність. Ця особливість зумовлена тим, що всі дані зберігаються на комп'ютерах користувачів системи розподіленого реєстру в мережі. У кожному з комп'ютерів учасників системи зберігається частина інформації у вигляді блоків інформації або копій цих блоків. Такий принцип робить систему практично невразливою, оскільки інформаційні блоки захищаються криптографічним способом. Крім цього, технологія блокчейн дозволяє зберігати дані з однозначною та гарантованою ідентифікацією автора завдяки механізму гаманців. Само по собі це має слабкий потенціал, адже формально таким чином можна лише переконатися, що будь-яка інформація була закріплена саме за конкретним учасником блокчейну. Але завдяки смарт-контрактам - комп'ютерним алгоритмам, що виконуються в блокчейні, можна реалізувати будь-яку логіку для доступу, додавання або зміни інформації в блокчейні за допомогою написання коду мовою програмування, що підтримується блокчейн-платформою. Логіка поведінки, яка вільно задається, дозволяє керувати політикою здійснення транзакцій у системі і рівнем доступу до даних.

Все це дозволяє вирішувати поставлені до системи автоматизації управління освітніми документами завдання, тому для її розробки було вирішено використати саме цю технологію. Існує велика кількість open-sourceрозробок, за допомогою яких можна впроваджувати блокчейн у свої рішення. Глобально їх можна розділити на два типи: з обмеженим доступом до блокчейну (приватні) та з необмеженим (публічні). Публічні блокчейн-платформи можуть застосовуватися у відкритих системах із загальнодоступною інформацією. Наприклад, система купівлі квитків у кіно може бути успішно реалізована на публічній блокчейн-платформі. Завдяки публічності такі платформи є дуже надійними з точки зору безпеки, оскільки стати учасником блокчейну і читати інформацію в його блоках може кожен, але саме це ж робить їх непридатними для систем, які зберігають у собі приватні дані. Тому наявні вимоги щодо забезпечення обмеженого доступу до освітніх документів мають на увазі використання лише приватних блокчейн-платформ. За структурою вони схожі на публічні, але в них існує процес реєстрації учасників мережі. Так, наприклад, можна додавати в систему лише реально існуючі навчальні заклади.

Серед безлічі приватних блокчейн-платформ вибір варто зробити на користь платформи, що повністю забезпечує всі необхідні функції для реалізації системи зберігання та верифікації документів - HyperledgerFabric. Вона спочатку була задумана під потреби створення захищених децентралізованих корпоративних систем. Крім цього, вказана платформа надає можливість задавати транзакцій ну політику відповідно до потреб проєкту, має гнучку конфігурацію і набір високорівневих APIдля інтеграції зі сторонніми програмами на трьох популярних мовах програмування: Java, Goі JavaScript. Ця платформа була запущена LinuxFoundationу грудні 2015 року і отримала внесок у розробку від IBM, Intelта SAPAriba. Все це стало підставою для вибору саме цієї блокчейн-платформи для ведення розробки.

Усі освітні установи в системі об'єднані в єдиний логічний канал, завдяки чому кожен з них має доступ до загальної мережі та смарт-контракту, що працює в цій мережі. При видачі диплома або іншого документа з боку учасника мережі здійснюється виклик відповідного одного з методів смарт-контракту, що призводить до створення транзакції на додавання даних до блокчейну. Ця транзакція перевіряється всіма іншими учасниками мережі і в разі, якщо більшість учасників схвалить її, підтвердивши, що вона містить лише коректну інформацію, запис про видачу документа потрапляє в блокчейн цієї мережі.

Можна реалізувати розгортання тестової приватної мережі і налаштувати політику додавання даних, а отже, неважко перенести це в реальний світ на справжні вузли мережі. Крім цього, можна написати і протестувати прототип майбутнього смарт-контракту. Дані результати є основними і найбільш трудомісткими в рамках вивчення, розуміння і розгортання блокчейн системи. У майбутньому залишається просто завершити смарт-контракт, налагодити спілкування блокчейна і сервера та реалізувати інтерфейс користувача.

Отже, ця система відразу після розробки може бути впроваджена в будь-які освітні заклади, що бажають убезпечити себе і своїх випускників, а також запобігти підробці своїх освітніх документів. Зі зростанням кількості учасників мережа буде ставати тільки безпечнішою і надійнішою, завдяки особливостям роботи блокчейна, що тільки посилить надані гарантії. Впровадження блокчейн-технології у сфері публічного управління України, зокрема у сфері освіти, дасть змогу забезпечити високий рівень довіри суспільства до державних структур, прозорість цифрової взаємодії між державними органами, громадянами та бізнес-структурами, економії бюджетних ресурсів шляхом прозорих державних закупівель та зниження рівня корупції.

Подальший вектор розвитку може бути спрямований на комерціалізацію системи шляхом надання різних інформаційних послуг особам, зацікавленим в аналізі наявних у системі даних. Наприклад, роботодавці зможуть, встановлюючи різні критерії пошуку кадрів за їх кваліфікацією та компетенціями, отримувати контактні дані людей, які надають згоду на їх перегляд.

Література

1. Влада й бізнес співпрацюватимуть у впровадженні технології блокчейн та регулюванні ринку віртуальних активів. URL: https://thedigital.gov.ua/news/vlada-i-biznes-pratsyuvatymut-u-vprovaszhenni-blockchain

2. Індустрія 4.0 в Україні. URL: https://industry4-0-ukraine.com.ua

3. Ніколіна І. І., Гулівата І. О. Моделювання кіберзлочинності як загрози цифровізації економіки. Комп'ютерно-інтегровані технології: освіта, наука, виробництво. 2020. №39. C. 190-196.

4. Ismagilova E., Hughes L., Dwivedi Y.K., Raman K.R. Smart cities: Advances in research - An information systems perspective. Int. J. Inf. Manag. 2019. №47. Р. 88-100.

5. Jangirala S., Chakravaram V. Authenticated and Privacy Ensured Smart Governance Framework for Smart City Administration. ICCCE: Springer Singapore, 2020. Р. 931-942.

6. Treiblmaier Н., Rejeb A., Strebing A. Blockchain as a Driver for Smart City Development: Application Fields and a Comprehensive Research Agenda. Smart Cities. 2020. №3. Р. 853-872.

7. YASHCHYK Oleksandr. The Impact of the Informatization of Society on the Labor Market / Valentyna SHEVCHENKO, Viktoriia KIPTENKO, Oleksandra RAZUMOVA, Iryna KHILCHEVSKA, Maryna YERMOLAIEVA // Postmodern Openings ISSN: 2068-0236 | e-ISSN: 2069-9387 - 2021, Volume 12, Issue 3Sup1, Pages: 155-167. DOI: https://doi.org/10.18662/po/12.3Sup1/357

References

1. Vladaybiznesspivpratsiuvatymutuvprovadzhennitekhnolohiiblokcheintarehuliuvannirynku virtualnykh aktyviv [Government and business promote the development of blockchain technology and regulation of the virtual assets market]. URL: https://thedigital.gov.ua/news/vlada-i-biznes-pratsyuvatymut-u-vprovaszhenni-blockchain

2. Industriia 4.0 v Ukraini [Industry 4.0 in Ukraine]. URL: https://industry4-0-ukraine.com.ua

3. Nikolina I.I., Hulivata I.O. Modeliuvannia kiberzlochynnosti yak zahrozy tsyfrovizatsii ekonomiky [Modeling cyber-malware as a threat to the digitalization of the economy]. Kompiuterno-intehrovani tekhnolohii: osvita, nauka, vyrobnytstvo. 2020. №39. S. 190-196.

4. Ismagilova E., Hughes L., Dwivedi Y.K., Raman K.R. Smart cities: Advances in research - An information systems perspective. Int. J. Inf. Manag. 2019. №47. Р. 88-100.

5. Jangirala S., Chakravaram V. Authenticated and Privacy Ensured Smart Governance Framework for Smart City Administration. ICCCE: Springer Singapore, 2020. Р. 931-942.

6. Treiblmaier Н., Rejeb A., Strebing A. Blockchain as a Driver for Smart City Development: Application Fields and a Comprehensive Research Agenda. Smart Cities. 2020. №3. Р. 853-872.

7. YASHCHYK Oleksandr. The Impact of the Informatization of Society on the Labor Market / Valentyna SHEVCHENKO, Viktoriia KIPTENKO, Oleksandra RAZUMOVA, Iryna KHILCHEVSKA, Maryna YERMOLAIEVA // Postmodern Openings ISSN: 2068-0236 | e-ISSN: 2069-9387 - 2021, Volume 12, Issue 3Sup1, Pages: 155-167. DOI:https://doi.org/10.18662/po/12.3Sup1/357

Размещено на Allbest.ru