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基于区块链技术的学术期刊评价体系设计与研究

更新时间:2009-03-28

学术期刊评价原本是用来营造良好的学术氛围、指引学术期刊的健康发展和发扬创新精神的,但国内外现阶段学术期刊评价体系众多、标准不一,这会导致评价差异增大.

许多国家对学术评估逐步演变为业绩的评价,决策学术资源和学术福利的权力掌握在管理人员手中,非学术成分越来越多地介入或渗透到学术环境中,致使学术评价非学术性现象严重,可能走向偏道,从而导致学术腐败现象的产生.形成如今学术评价的1个主要原因是:国内外没有统一协调评价体系的机制,掌握学术评价话语权的不是科研人员,反而是从事量化评价的专业机构.这也是评价体制的弊端所在,也是本末倒置的体现.

为解决目前学术期刊评价体系存在的一系列问题,本文引入区块链技术,为解决学术期刊评价体系的问题提供新思路.

1 区块链技术

“区块链”(BlockChain)这一概念最早出现于中本聪《比特币 :一种点对点的电子现金系统》一文中[1].2016年,我国工信部发布《中国区块链技术和应用发展白皮书》,其中将区块链定义为分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等多种计算机技术的集成应用[2].区块链的最大特征就是“去中心化”,这个类似于分布式记账本,每个参与交易者均可以记录交易信息,因此无法篡改.区别于传统的互联网图片、文字、音像等信息传递,区块链技术传递的是货币、契约和专利等资产与价值[3],这也为价值互联网的实现奠定了技术基础[4].从存储方式而言,即使某一区块的数据遭受到了黑客或其他人的攻击和损坏,也不影响其他区块数据的完整性和整个区块链系统的运行,这从根本上解决了信任问题.早在2015 年,区块链技术已被广泛应用于支付、金融交易、物联网各领域.截至目前,已有超过 150 个区块链解决方案被探索和提出,除经济和金融应用外,区块链技术也被引入医疗病例分析、在线音乐、房地产、无人机等诸多领域,被誉为“最有潜力触发第五轮颠覆性革命浪潮的核心技术”[5].

(3)建立与全球信息空间兼容的俄罗斯本国数字平台,包括使用区块链技术,推动生产进程、金融服务和物流重组。

最后一个是系统开发的关键技术,也是可以让人与人之间相互信任的共识协议.近年来的虚拟货币也是因为这个协议的安全、稳定才得以飞速发展.以比特币为例,创始人规定有50%的节点是可信任的,以少数服从多数的原则,这也说明即使黑客入侵了1个节点,他也不能做任何事情,除非控制50%以上的节点.

2 系统设计

2.1 系统架构

为保证信息的安全性和可信度,智能合约是必不可少的.自上世纪90年代首次提出,这个合约已经推动了一系列没有第三方介入的诚信交易平台的开发.这些交易后的记录将会保存下来,并且不可以篡改,这样保证了信息的真实性.本文系统由于信息量少、占用空间小、结构类似key-values,故选取MongDB来直接存储这些数据,不用改变数据的类型.由于这个数据库的形式不同于MySQL,没有SQL语句,所以它的执行效率很高,这对于需要工作效率的系统是很有必要的.

还有谁?进攻咱们防线的是鬼子第十五师团,他们师团长就是酒井直次中将啊,整个进攻金兰防线的日军都归他管。

  

图1 学术期刊评价体系系统总体框架Fig.1 The overall framework of the evaluationsystem for academic journals

2.2 系统结构设计

2.2.1 区块链网络层的开发

整个学术期刊评价系统与用户的交互界面除了要整洁、美观、体现主题之外,还应具有具体实现的功能,诸如录入功能和查询功能.评价机构的成员即可以用它将信息录入数据库,也能用它来查询一些结果和记录;而学术论文的作者不仅可以通过它来查询对自己学术论文的评价,而且还可以看到评价的标准及具体过程.

2.2.2 应用层的开发

区块链底层的架构是我们研究的重点之一,因为它具有以下4个闪光特性:(1)共识算法——它可以让各个节点所做事情的先后顺序达成共识,消除执行事情的先后顺序问题,本系统采用的共识算法是拜占庭算法;(2)点对点协议——这是我们现在常用的一个协议,它提供全双工操作,依次的传输数据,本系统利用它来做节点间的交互;(3)分布式记录本——所有的记录都会公开,每做一件事都会有记录,并且无法更改;(4)账本存储——这些记录数据都会被存储下来,本设计选用MongDB数据库,可以以key-values的形式对数据进行存储.在系统中,与外部交互的接口是智能合约,通过网络请求(post或get)来完成内部网络中的增删减查等一些基本操作.这些操作因智能合约而变得井然有序,不会出什么常见问题.还有一个重要问题是内部成员问题.虽然机制很完善,但我们更需要在最开始的地方设置身份识别,只有严格注册,并经过身份考核的人员才能有登录系统的资格,每次登录必须输入区块链网络分配的唯一的地址,这样就保证了源头的真实可控.

在评价机构内部有几个不同的部门,他们各司其职,处理各自的数据信息,有些部门是要用表格类型的数据方便统计,而有些部门则是用各种类型的图来表示数据的变化,对于另一些部门就需要原始数据.针对数据不同的问题,需要用网络层和应用层的接口来解决数据类型问题.如何开发一个高效率且稳定的API就是这个系统的关键所在.本文系统,则是通过API功能的限制,多个合约一起调用实现的.

3 系统主要关键技术

3.1 智能合约技术

这个系统充分利用了区块链的去中心特性,没有监管部门,只由评价机构的其他部门来组成,这些部门共同使用区块链网络,并以期刊论文发表人为主要服务对象.学术期刊评价系统的架构图如图1所示.最上面的应用层和数据接口层主要实现可视化输出,期刊论文发表人可以随时查看自己的评价,还可以看见评价的过程记录,这样的透明化杜绝了很多不良现象.在图1中可以看到区块链网络中有4个节点,这些节点就代表我们评价机构的几个部门,他们没有修改信息的权限,只能录入,删除,而这些行为都会记录在系统中,每个节点的部门都可以看得到,互相监督.而修改数据,只能由1个节点发起请求,各个节点同意后才可以继续进行.下面将会介绍这个系统的每一层的设计.

2.1.1 自然灾害频繁 秦安县年平均降雨量507.3 mm,且分布极不均匀,秋季最多,夏季次之,冬季最少,春旱频繁,伏旱时有发生,并间有冰雹、霜冻、低温等自然灾害。2018年春季低温霜冻导致全县十余万亩花椒绝收,部分花椒主枝或树冠全部冻死,自然灾害频繁严重制约着花椒产业的发展。

3.2 区块链网络层和应用层接口API

本学术期刊评价系统是用Python语言来开发的,Python具有很强的兼容性,并且有众多的扩展库,在大数据时代下,python是最具爆发力的语言之一.所以这里选择用它来开发整个系统.为了有更好的交互性,选择了Python的web框架Django,Django是免费、开源的,框架很适合用来做开发,这里数据库的选择是MySQL.

3.3 共识协议

区块链的去中心化简单的来说,是背后没有一个统一的监管者,所有的成员都是同时得到消息,并公开透明的展示出来,大家共同监督,形成一个所有人都能看到的记录本.相对于中心化来讲,这样的方式更安全更可靠.因此,应该充分利用这一特性,并将其运用到学术期刊评价体系中,实现所有发表或评价学术期刊论文人的共同监督.这种透明化的模式会使一些不良行为无处藏身,这样就不需要中心化的管理,也就避免了一些恶意修改数据的行为发生,也为国家节省了大量的人力资源.

先后开发建设了水资源费和水利工程水费收费管理信息系统、长江饮用水水源地水质安全预警监测系统、20多套雨量实时监测系统、地下水位在线监督系统、水资源监测实验室LIMS信息管理系统等。2013年张家港市还被省水利厅列为水资源现代化管理试点城市。

为了使学术期刊评价系统更安全,我们用的共识协议算法是拜占庭算法,拜占庭算法可以把信任度50%提高到66%以上[6].

4 系统实现

本文学术期刊评价系统运行流程图如图2所示.在本文中学术期刊评价系统是基于区块链网络的,Python的web架构Django做的网站来充当系统的应用层,用作人机交互,界面简洁且高效.整个系统的对话都是通过网络请求(post和get)来实现.接下来是数据接口层,这层有2个主要功能,一是通过智能合约与节点进行对话,二是与外部的数据库进行数据传输.在区块链的底层架构的智能合约通过数据录入接口与应用层交互,传输数据,而应用层也可以通过数据录入接口录入数据,如图2所示,在整个5号节点中,通过应用层、数据录入接口传来的数据可以通过共识协议在1,2,3,4号节点上进行点对点的交互,保证了数据的安全性.在1,2,3,4号节点中,也是以5号节点同样的方式进行数据的输入输出.

  

图2 学术期刊评价体系系统运行流程Fig.2 The running process of the evaluationsystem of academic journals

5 结论

本文阐述了现有学术期刊评价体系的存在的诸多不足,如评价数据的恶意篡改、不合理的评价标准等.分析了问题的产生原因,提出了基于区块链的学术期刊评价体系系统的新解决方案和思路,对区块链的概念、区块链的工作机制和相关技术进行了概述,分析并设计了一种去中心化的学术期刊评价系统,通过Python语言来实现应用层的界面,和内置的一些算法.这个系统主要以基于区块链网络来保证数据的安全、可靠性,所有的数据行为记录都公平公正的记录在每个参与者(节点)的计算机中,不管是学术论文的发表人还是评价机构的管理人员都可以看得到,这样的数据可信度是很高的,使专家和科研人员的学术研究成果得到更客观透明的评价.由于目前基于区块链技术的成熟应用还很少,本文将学术期刊评价体系和区块链技术结合,以期为区块链技术的应用提供一个新的方向和领域,同时,为现有期刊学术评价体系的革新给予启示.

参考文献

[1] 练小川,吴 孟,曹子郁,等.比特币和区块链技术将改变一切[J].出版科学,2017, 25 (04):5-10.

[2] 中国区块链技术和产业发展论坛.中国区块链技术和应用发展白皮书2016[R].北京:工业及信息化产业部,2016:1-10.

[3] 陈晓峰,云昭洁.区块链在学术出版领域的创新应用及展望[J].情报工程,2017, 3 (2):004-012.

[4] 蒋 海.区块链:开启价值交换新时代[J].金融科技时代,2016 (7):27-29.

[5] 中国网.区块链技术应用前景广泛,和数软件助力区块链落地应用[EB/OL]. http://tech.china.com/article/20170804/2017080446422.html,2017-08-04.

[6] 袁 勇,王飞跃.区块链技术发展现状与展望[J].自动化学报,2016,42(4):481-494.

 
王晓枫
《内蒙古科技大学学报》2018年第01期文献

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