Blockchain-Based Academic Record System

Abstract

Na última década, a tecnologia blockchain se tornou popular nos negócios e na academia. Essa popularidade ocorreu principalmente devido à alta especulação gerada em torno da criptomoeda Bitcoin, proposta em 2008 por pesquisadores não identificados. A Blockchain oferece algumas propriedades importantes, como descentralização, transparência, pseudo-anonimidade e integridade de dados. Combinada com o conceito de contratos inteligentes, permite a criação de aplicações descentralizadas e o estabelecimento de acordos entre indivíduos, sem a necessidade de terceiros confiáveis. Desde o surgimento do Bitcoin, outras grandes iniciativas de blockchain, como as plataformas Ethereum e Hyperledger, surgiram no mercado. A tecnologia também é usada como uma ferramenta para melhorar os processos de governança. Destacam-se os trabalhos que utilizam blockchain na automação e aprimoramento do registro de créditos acadêmicos e na emissão de certificados de graduação. Esses trabalhos variam de uma simples prova de existência, ou seja, o registro do hash criptográfico de um certificado de graduação na blockchain, até propostas mais sofisticadas, que incluem o registro de créditos obtidos em um sistema de ensino superior. No entanto, nenhum dos trabalhos relacionados leva em consideração o acompanhamento da jornada do aluno associado à automação da emissão do certificado de graduação. Este trabalho tem como objetivo propor um modelo automatizado, transparente, auditável e seguro para registrar créditos e emitir certificados de graduação. Procura-se minimizar a burocracia dos processos envolvidos, facilitar a auditoria e reduzir as possibilidades de falsificação de certificados de graduação. O modelo proposto considera a existência de uma agência reguladora pública de ensino superior e instituições educacionais independentes. Diferentemente de trabalhos relacionados, esta proposta abrange toda a trajetória dos estudantes de graduação, desde o registro até a emissão do certificado de graduação. Para tanto, apresenta-se um protótipo desenvolvido em Solidity, uma linguagem de programação orientada a contratos inteligentes, bem como uma análise dos custos de execução dos contratos na rede do Ethereum, considerando dados oficiais do sistema de ensino superior brasileiro.

Abstract: In the last decade, blockchain technology has become popular in both business and academia. This popularity occurred mostly due to the high speculation generated around the Bitcoin cryptocurrency, proposed in 2008 by unidentified researchers. Blockchain offers some important properties, such as decentralization, transparency, pseudo anonymization, and data integrity. Combined with the concept of smart contracts, it enables the creation of decentralized applications and the establishment of agreements between individuals, without the need for a trusted third party. Since Bitcoin's emergence, other major blockchain initiatives such as the Ethereum and Hyperledger platforms have risen in the market. The technology is also used as a tool to improve governance processes. Noteworthy are the works that use blockchain in the automation and enhancement of the registration of academic credits and the issuance of degree certificates. These works range from a simple proof of existence, that is, the registration of the cryptographic hash of a degree certificate in the blockchain, to more sophisticated proposals, which include the record of credits taken in a higher education system. However, none of the related work takes into account the follow-up of the student journey associated with the automation of degree certificate issuance. This work aims to propose an automated, transparent, auditable, and secure model to record credits and issue degree certificates. It seeks to minimize the bureaucracy of the processes involved, facilitate auditing, and reduce the possibilities of falsification of degree certificates. The proposed model considers the existence of a public higher education regulatory agency and independent educational institutions. Unlike related works, this proposal encompasses undergraduate students' entire trajectory, from registration to the issuance of his or her degree certificate. Hence, we present a prototype developed in Solidity, a smart contract oriented programming language, as well as a cost analysis considering official data from the Brazilian higher education system.