[发明专利]一种基于区块链的网络考试系统及其管理网络考试的方法

权利要求书

1.一种基于区块链的网络考试系统，其特征在于：该网络考试系统采用双区块链设计，包括数据存储层、区块链核心层、区块链应用层、区块链接口层、业务系统层和系统用户层；所述数据存储层API接口与区块链核心层API接口相连，用于区块链数据的本地化存储，支持结构化和非结构化数据的存储；区块链核心层与区块链应用层相连，用于实现区块链的基础核心功能，便于承载不同的区块链业务；区块链应用层与区块链接口层通过API接口相连，用于提供网络考试系统成绩链和考试链两种业务链的实现；区块链接口层与业务系统层相连，用于提供区块链业务的查询和写入功能，实现业务系统层的无感知操作；业务系统层与系统用户层相连，用于提供用户与网络考试业务之间的接口，便于完成网络考试过程；所述区块链应用层包括考生成绩链SBC和考试业务链BBC，考试业务链BBC是一个区块单链，每次考试根据共识机制创建一个新区块，考生成绩链SBC通过硬分叉产生区块新链与考试业务链BBC的新区块相连，双链设计实现分布式区块的同步建块操作，提高系统的并发性能，又通过将考生成绩数据和考试业务数据的合理分离，提高系统数据的安全性。

2.根据权利要求1所述的基于区块链的网络考试系统，其特征在于：所述数据存储层包括Hbase、Redis和Mysql数据库，数据存储器分别与Hbase、Redis、Mysql三种数据库相连；数据存储层根据数据特征，将一次存储多次读取型数据写入Hbase数据库，关系型数据写入Mysql数据库，缓存型数据写入Redis数据库。

3.根据权利要求1所述的基于区块链的网络考试系统，其特征在于：所述区块链核心层包括建块记账、智能合约、同步管理、加密签名换和共识机制模块；同步管理、加密签名模块和共识机制模块都与建块记账模块相连，用于提供区块链新建区块的前期准备，区块链参与者利用共识机制获得记账权后，可以获得新建区块的奖励；所述建块记账模块与智能合约模块相连，用于将区块链参与者之间的权利和业务，以电子化的方式进行编程，并约定合约自动执行的触发条件。

4.根据权利要求1所述的基于区块链的网络考试系统，其特征在于：所述区块链接口层包括区块写入接口和区块查询接口，区块写入接口和区块查询接口都与业务系统层API接口相连，根据业务系统层的接口调用需求，查询需求调用区块查询接口，记录写入需求则调用区块写入接口，通过API接口方式实现业务系统读写的分离，提高系统的访问性能。

5.根据权利要求1所述的基于区块链的网络考试系统，其特征在于：所述业务系统层包括网络考试系统、考务管理系统、考试预约和考试券管理系统；所述考试预约和考试券管理模块都与考务管理系统相连，用于提供线上考试预约和考试缴费功能；所述考务管理系统与网络考试系统相连，考生根据考务管理系统生成的考场编排和动态生成的试卷，登录网络考试系统进行在线考试，根据题型可自动判分或人工辅助判分，完成考生在线考试过程。

6.根据权利要求1所述的基于区块链的网络考试系统，其特征在于：所述系统用户层包括统一进行考试的统考考生、网上预约考试的预约考生、考试组织和考务管理员以及维护题库卷库的课程教师或者题库专家终端，所述统考考生和预约考生终端都与业务系统相连，根据考生角色的不同，统考考生可以直接查询考场编排，预约考生在选择考试科目和考试时间并缴费成功后可查询考场编排；考务管理员和题库专家终端都与业务系统相连，根据管理者角色和权限的不同，用于为网络考试提供考务管理和题库编辑和审核功能。

7.一种利用权利要求1所述的基于区块链的网络考试系统用于网络考试的方法，其特征在于：

(1)区块链环境准备：步骤一，根据业务需求确定参与网络考试业务的管理方和考点，每个管理方设置一个考试业务链BBC节点，每个考点设置一个考生成绩链SBC节点；步骤二，在每个节点部署区块链运行环境，首先部署数据存储，包括Hbase、Redis、Mysql，根据实际业务需求和数据量，为数据存储分配资源，然后准备区块链核心层环境，包括建块记账、智能合约、同步管理、加密签名、共识机制等，加密签名机制选择国际主流安全的非对称加密算法，共识机制采用拜占庭将军算法PBFT，智能合约根据业务需求进行合约编写并在区块链上进行执行；步骤三，在区块应用链上分别生成考生成绩链SBC和考试业务链BBC的首个区块并配置相关版本和参数信息，以及选择合适的Hash算法；步骤四，在区块链接口层发布web application，提供web api或者local区块链访问接口；通过上述操作基本完成区块链从需求收集、数据存储、程序部署、接口发布整个过程，通过接口可以提供必要的区块链应用服务；

(2)网络考试系统的准备：通过中间件服务器发布网络考试系统、考务管理系统两个业务系统，其中考生考试预约功能和考试券管理功能集成在考务管理系统中，作为一个功能模块进行部署，运行环境采用商用中间件；

(3)考试业务准备：考务管理员确定考试科目、考试时间、考试形式、考点信息、考试场次、考场机位数量、考生信息等考试关键信息，然后审核考试科目题库和卷库的试题、确认考场资源后，发布考试信息；考生根据发布的考试信息，在限定的时间内登录网络考试系统进行考试预约，可以预约考试时间、考点、考场等考试信息，考生完成考试费用的在线缴纳，缴费成功后，查询考场编排信息；系统通过短信、邮件等多种社交工具进行信息反馈，完成考试业务的准备；

(4)考生考试阶段：考生在预约的时间，到达考场，身份确认签到后，到确定机位上在线进行该科目的考试；考试过程中，系统定期截取操作屏幕和考生的视频信息，调用BBC链的写入接口，将考试业务过程数据存入区块链中，并作为后去考试监督检查的必要素材；考生考试结束后，如果是客观题有网络考试系统直接给出分数，如果是主观题则为该科目分配阅卷老师，进行试卷批阅，自动计算最后总分数，调用SBC链的写入接口，将考生信息和考试成绩写入区块链；考生经过授权后可以在线查询SBC链上的考试成绩，考试监督检查人员经过授权后可以查询BBC链上的考试过程数据。