通过物联网（IoT）平台为教育系统构建创新的基于区块链的架构，可能是提高5G网络内所有参与者之间通信效率的诱人机制。无线网络将是主要的研究领域，允许人们不用电线进行通信。它是在互联网开始的时候，通过检索网页从一台计算机连接到另一台计算机而建立的。此外，高速、智能、强大的网络与众多当代技术，如低功耗等，似乎可以在当今世界相互连接。物联网下物理物上的云功能允许在任何情况下存储和处理物联网和区块链数据。整个移动通信领域的复杂任务之一是设计一个基于物联网架构的区块链的新虚拟化框架。本研究的目标是将包含区块链的教育系统的一项新研究与物联网或保持互联网上事物的加密安全。本研究结合其改进的区块链和物联网，在互联网上的学生、教师、雇主、开发者、促进者、招聘人员和认证人员之间创建一个有效的互动系统。这一特定的框架是详细研究的重要评价。

关键词教育系统、物联网、无线通信、区块链、云计算

几十年来，教育部门经历了不断的技术进步。目前，人工智能（AI）、虚拟现实（VR）、物联网、区块链和可穿戴设备等创新正在被用于提高教育部门的能力。该研究是5G多样性系统中物联网领域的一个进步，作者提出了一种独特的基于区块链的物联网结构，在5G网络中，不同的人和连接的设备相互作用。这项研究的结果将是在物联网上引入一种新的通信结构。建议的研究利用了所需研究的适当和有效的模拟，并可通过物联网结构引入。似乎整个宇宙都在完全依赖移动设备和无线技术。贯穿物联网的区块链（BC）已经成为一种新颖的创新，它表现在分散、分布式、公共以及实时数据库上，以收集物联网端点之间的操作。图1显示了2019年根据Statista报告在全球服务中使用区块链技术的情况。

图1。Statista全球组织区块链技术使用案例报告

区块链实际上是一个区块序列，每个区块都与先前区块相连。每个块都必须具有加密安全密钥、优先块哈希及其信息。BC操作将是必须在物联网端点之间传输信息的基本模块。物联网接入点似乎是不同种类的自然智能设备，集成了探测器、传感器、系统以及其他物联网终端。业务连续性在物联网中的作用是有一种机制，通过物联网端点处理受保护的信息记录。BC似乎是一种安全的创新，既可以公开使用，也可以公开使用。物联网使这项技术能够在如此多样化的系统中实现物联网端点之间的非对称加密。业务连续性事务可以被监控，也可以遍历所有访问到的东西，以便在整个物联网中进行交互。BC可能会增强交互保护。今年以来，物联网一直在大幅增长，其目标是5G创新，比如智能家居以及智能城市、电子教育、电子健康、分布式智能等，但存在隐私和安全障碍。从2017年到2020年，物联网设备之间的保密性保护付出了太多的宣传。早期的研究致力于构建或优化连接结构；然而，这样的研究可能无法产生智能设备网络之间物联网-业务连续通信的完整结构。

这一研究策略拓展了在网络上利用fog和区块链技术扩展事物连通性的研究[5]。使用无线通信从一个规范到下一个规范的交换信息从1973年开始以无线网络分组的形式开始。一台机器能够与另一台规格相同的机器连接。在2017-2020年间，其他几位作者发表了大量关于区块链和物联网的文章。图2表示教师、学生、运营商、雇主和认证单位成员可以使用区块链物联网框架进行通信的框架。

图2。教育系统区块链物联网框架

在这样一个分散的策略中，物联网用户已经被直接联系起来。因此，传统的物联网安全策略在当前的用户间使用更加复杂。BC是一种创新，为物联网用户之间的交易提供安全。这提供了一个分散的、分布式的以及公共可用的相互账本，以收集存储或确认在此类物联网系统中的区块信息。它存储在分布式账本中的信息立即尝试使用对等配置。BC是一种创新，IoT端点处理区块链中此类区块类型的交易。在高等教育中建立区块链需要满足以下要求。

1.1 鉴定和学术报告

教育大学在保存学习者的身份、必要的专业知识或信息方面面临困难。

1.2 现代教育学

每个学习者都有自己的学习技能。建立新的教育框架以满足每个学生的需要是很重要的。

1.3 学生贷款

在教育上的花费能使学习者选择自己喜欢的职业。学习者激励服务旨在认可学习者的才能。

1.4 高等教育

实施新的高等教育框架以实现预期的愿望或实现梦想。

这一拟议战略的目标是带来一种新的理念，即教育部门的股东们可以合并在一起，也可以加入一个集团，促进他们之间的安全通信。这确实提高了物联网的安全性，并在所有用户之间提供了安全或真实的交互。本研究的目的是开发教育系统的通信结构，并使用区块链技术在物联网上的连接用户之间提供一个可靠、安全和快速的链接。

为什么选择区块链？

数据包使用区块链节点在云中传输。每个节点也称为块。每个块都有它的散列码（像指纹一样的唯一id）、以前的块散列码和它们的数据。每个节点都有一个与交换信息的连接。每个到交换信息的连接都包含许多块及其前一个块的哈希代码和数据。这些块通过加密技术与安全性相连接。区块链节点类似于数据结构中的链表节点。因此，我们可以说区块链是一个复杂的数据结构。块分布在一个分散系统中，使用点到点拓扑网络。当一个新的块被创建时，它会移动到网络，访问每个连接的节点并检查其身份验证。如果它是有效的，那么它将连接到区块链，它的哈希将只生成一次。这个新生成的块存储前一个块的哈希并连接到链。通过不同的实验对系统的性能进行了评估。首先，作者使用开源软件创建了数千个固定大小的块(node.js). 作者创建了物联网，与云连接，并创建了雾和区块链。这个建议的结构描述了在网络边缘使用Fog计算和物联网小工具，使用区块链技术在教育部门的物联网端点之间通信、交换和共享信息。建议结构中的事务在点对点网络拓扑中传输。整个系统中有一些独特的物联网端点被称为矿工。这些通常用于验证网络事务。根据交易的确认与否，将交易转化为区块，或决定加入现有区块链或传输至渠道。它的矿工在调整区块链中新区块的创建过程中扮演着至关重要的角色。在整个研究过程中，我们使用了许多检查来确定结构。利用超级账本的IROHA工具，介绍了一种哈希算法。在Docker上构建了一个compose设备。一个超级账本IROHA工具涉及多个服务，如分散式超级账本、工作证明（PoW）算法、P2P系统等。在区块链中引入了Sumeragi的Hyperledger IROHA方法。IROHA Android和iOS软件包需要具有区块链的设施才能与物联网端点进行通信。根据Sumeragi算法，物联网节点已请求交易或遵循以下基本步骤：

第1步发送：

成员确认、安排或签署交易或向系统发送数据。

第二步身份验证和签名：

这将验证、请求或签署事务或广播到对等信道的经批准的物联网端点。

第三步坚信的：

致力于签约。

在服务器发生故障的整个过程中，自动化系统提供了一个称为错误检测的步骤。与现有的监控算法不一致，与服务器也有不一致之处。

考虑由两个先前创建的块引用的新创建的块节点。节点位于这两个块之间。考虑到块由矿工验证，时间代表通过泊松过程计算的验证时间。当一个新的块被创建时，它会移动到网络，访问每个连接的节点并检查其身份验证。如果它是有效的，那么它将连接到区块链，它的哈希将只生成一次。这个新生成的块存储前一个块的哈希并连接到链。

区块链应该对高等教育系统产生影响，比如商学院，它们比人工智能和机器人等其他被广泛提及的创新更为紧迫或深远。尽管这些创新提供了显著的学习和召集能力，但区块链可以通过改变商学院开展实践的方式显著提高。

本研究旨在建立一个基于区块链和物联网的教育系统。建立一个可信的教育信用和评分框架可能有利于区块链技术。使用Ark区块链开源框架引入概念验证。这个平台建议从世界范围内同质化的角度来解决学习者和机构的问题。学习者可以从他们完成的课程的单一或透明的角度受益，而模型可以获得最新的信息，而不管学习者的学术背景如何。许多接受这项改革的人都是未来的雇主，他们能够立即核实学生的信息。该解决方案的实现重点是分布式对等网络机制。这真的将高等教育评分系统转换为基于区块链的有效、精简、普及的模型，从当前全球生理学文档或传统电子文档中获取。这是一个最终适应一个同质化、精简的、世界范围内普及的高等教育学分和评分系统的过程。

区块链和高等教育物联网

如果数据需要各方共享而不需要信任，区块链是有益的。区块链是以完全自动化和安全的方式发送数据的一种手段，因为伪造几乎是不可能的。区块链是由不由任何用户操作的计算机系统集群尝试的不变信息记录的时间戳序列。不是传统的数据库区块链是分布式的，每个人都必须接受做出任何改变来管理它。这项研究的最大成就是为教育系统构建了一个使用区块链技术和物联网在互联网上进行交流的结构。该框架主要适用于在因特网网络上定期将信息传送到所连接的设备的用户。此外，我们使用策略、可变封包长度或拥挤状况来改善所提出的系统。已经确定了这项研究的行动计划。为了在物联网上实现性能，将对物联网设备之间安全交互的物联网BC结构的执行进行编程。整个研究将被实施为一个三层结构，这些层将成为雾层、区块链和物联网层。本研究支持无线通信来开发物联网上多个用户之间的物联网区块链框架。物联网区块链框架具有以下要素：

a）智能设备

b）网络

c）开发工具

d）区块链

物联网中的区块链技术（BT）提供了一种通过物联网端点处理受保护信息文件的机制。BT交易可以通过经验证在整个物联网系统中交互的人进行监控或检查。物联网BC可以增强交互安全性。BC在物联网方面的主要优势是：

1）降低物联网之间建立公共信任的可能性。

2）通过无第三方直接通信来降低运输成本。

3）加速实时事务处理。

可视化服务器中包含高效的服务，中间层是第三方服务器，也可以存储安全信息。经批准的区块链存储库向智能设备提供的令牌确实具有连接模型、使用密钥计算机的通知密钥、从fog收集信息的能力。

图3。区块链的区块

图4。基于区块链的教育系统

通过可视化服务器、中介机构或fog所有者在批准的区块链存储库中发布的若干智能合约。物联网的便携式设备从许可的区块链存储库中发现智能联系人。其许可的区块链存储库生产物联网智能设备的代币。智能设备从密钥服务器请求中间件中的密钥，并将令牌与查询一起定向。主服务器验证来自此类批准区块链存储库的令牌，或为每个智能设备生成密钥，以及对设备的反应。物联网智能设备再次被允许从云端检索信息。物联网节点可以是学生、教师、员工、操作员或认证单元成员。它们都有用于系统内部通信的智能设备。

1）分权结构

物联网和BC一样，两种方法都是相同的。这种结构消除了集中式方法，甚至为分散式体系结构提供了便利。这提高了总控制系统的失效概率或效率。

2）保护

端点用户之间的事务通常在BC中受到保护。这是一种安全交互的不同方法。BC使物联网用户能够彼此可靠地交互。

3）标识符

在物联网中，两个连接的设备总是通过这样一个加密签名进行区分识别。BC的每一个区块通常都是有区别的。因此，BC是一种值得信赖的创新，它提供了可在分布式账本中访问的独特识别信息。

4）独立

所有物联网终端用户都可以通过分散框架与任何计算机集群进行交互。

5）优化

物联网用户可以在高可用性中进行交互，这是一个分散的智能网络，可以实时或交易数据与目的地设备进行通信。

物联网使连接的物理对象能够在不同的系统中交换数据。它可以分为以下几点。

1）智能设备

物联网为系统中每个连接的设备分配不同的识别号。这些设备可以在物联网终端之间交换信息。

2）路由器

路由器似乎是在物理对象和云之间运行的机器，以确保现在链路得到维护，因此网络系统得到了保护。

3）建立网络

它将用于管理数据流，并在其他物联网端点之间维持最快的路线。

4）云

它将用于存放或确定信息。

区块链中的知识库被称为具有分布式安全模型、受限访问、更高的公共访问、自下而上的机密性或可交换的标识等特征，而在中央数据库中，这些特征已经成为集中信任模型，低安全性、低公共访问性、高机密性还有不可转让的身份证。在上述特征方面，区块链现在比集中控制存储更为复杂。

在教育系统中采用拟议方法的机会

智能教室与区块链和物联网技术集成的时间并不遥远。这些技术不久将成为世界学术界极为重要的组成部分。问题是，这一制度将如何使雇主和学术界受益？答案是肯定的，认识到区块链对教育系统的全面影响，或者确定这种创新将对教师和学生产生影响，这有助于了解其他部门如何利用这一点来加强机制，以及大学有朝一日如何效仿他们。

BC-IoT互操作性策略在教育系统中确实有许多非凡的可能性。这将打开相邻的两个新窗口。几种可能性的特点如下。

1.建立当事人之间的信任

由于其高度先进的特点，BC物联网战略将在多个智能设备之间建立一种关系。刚确认的小工具可以在系统中交互，矿工们首先要确认交易的每一块，然后他们应该加入BC。

2.降低成本

这种策略可以降低成本，因为它可以在没有第三方的情况下进行有效的互动。这将删除接收方和发送方之间的所有第三方节点。这种策略提供了完整的对应关系。

3.最小化时间

它减少了大量的时间。这种策略将交易时间从几周缩短到几秒钟。例如，在传统的方式下，当学生想进入大学时，他会花很多时间填写表格，等待大学管理部门的答复。

4.安全和隐私

它为用户、设备和数据提供隐私和安全性。

5.公共服务

这种方法为公共部门提供服务。经过身份验证的用户可以连接和交换信息。

6.投资管理

这种方法不需要第三方就可以安全地交换货币。这提供了快速、安全以及金融信息设施。这降低了转换的成本或时间。

7.风险管理

这种方法在检查或减少资源或事务失败的机会方面起着至关重要的作用。

8.教育机构活动

区块链还可以改变教育机构的某些角色。区块链将成为授予资格和经验的一个很好的格式，这将消除机构管理员作为交付地点的角色。这也会减少机构的利润流，这可能会降低成本或允许这些服务分布在任何地方。

目前，全球的高等教育机构都在向他们的员工介绍区块链课程，因为他们认识到了技术进步带来的价值。许多拥有区块链教育机构的国家包括美国、加拿大、丹麦、新加坡、西班牙等。美国的康奈尔大学是最早在教学大纲中引入区块链课程的大学之一。

挑战

提出的框架可能会遇到一些困难，如扩展、存储、技能和发现等等。以下也是互操作性策略面临的挑战。

1.1可用性

BC可能由于其高事务负载而挂起。2019年，加密货币仓储容量已超过197GB。假设当物联网被纳入BC时，负荷将比目前的情况更重。

2.存储容量

每个物联网端点将保存一个电子账本。随着时间的推移，这将提高其存储容量，这将是一项艰巨的任务，或成为其他无线设备的巨大负载。

3.能力缺失

BC现在是一种新的革命性技术。全世界很少有人了解这项技术。

4.发现或收敛

BC最初可能不是为物联网设计的。对于所有的智能设备来说，在BC或IoT中寻找另一个小工具是一项非常困难的任务。物联网端点可以找到另一个；但是，它们可能不会找到BC或将BC与另一个gadget结合起来。

5.保密

它的账本将被公开分发到每一个相连的网络。每个连接的设备都可以查看区块链的交易。在嵌入式策略中，机密性一直是一个难题。

6.兼容性

卑诗省可以是公共的还是私人的。因此，围绕公共和私有区块链的可扩展性也是BC物联网战略的一个难点。

7.法律法规

物联网业务连续性在全球范围内运作，因此在全球范围内实施这一战略面临多个法规。

应用

在高等教育中，区块链有多种应用，但这项技术还没有进入公众的意识。主要的创业公司都不想让这成为可能。但以下是一些区块链的例子，这些区块链通常在世界各地的教育系统中使用。学习正在成为我们生活中必不可少的一部分。这也是创新的基础。区块链和物联网是此类创新的一个方面，教育机构可以从中获益匪浅。随着智能设备技术的出现，大多数教育资源都可以使用。以下是一些用于教育目的的区块链应用程序。

图5。区块证书申请工作流程

1.区块证书

开发、授予和确认教育证书的系统[25]。它是一个开放平台，用于开发验证或验证基于区块链的政府文档的应用程序。这可能涉及市政数据证书、学历证书、技术许可证、劳动力增长等。它包括许多开源集合、技术和移动应用程序，这些技术和应用程序支持分散的、基于标准的、以受益人为中心的环境，通过区块链账本实现不可信的验证。区块证书的用户利用并推动开放平台的整合。它致力于为所有个人提供自动主权身份，并使接收者能够通过更容易使用的方法（如移动应用程序）来监控他们的声明。图5展示了Blockcerts应用程序的工作过程。

2.阿皮伊

确认潜在学生和教师的学历。该应用程序希望最大限度地发挥每个人的能力，并在其网站和移动应用程序上具有这样做的功能。个人可以最大限度地发挥他们的能力，企业可以减少他们的费用和管理，同时快速找到学习者和技能。找到简单的直接连接到您的网页、指纹验证、专业验证记录和利用QR编码的纳米认证生成机制。

3.奥德姆

一个将教师、学生和专业人士与相关课程和服务联系起来的平台。这是一个区块链驱动的框架，在这个框架中，学习者可以与学者和潜在雇主一起有效地提高他们的教育进度，他们还经常制定有用的、充满活力的教学大纲。通过使用智能合约自动付款，ODEM很容易处理，学习起来更划算。进入来自世界各地的数千名ODEM学生，它得到了充分补偿的低成本、学生驱动的市场，使他们能够专注于自己最擅长的事情：激励喜欢学习的好奇学生。

4.索尼全球教育

保持学生信息和教育成就的一致记录的网站[28]。它通过一种叫做区块链技术的数字服务引入了一种新的成绩单和分数管理服务。它展示了在教育中建立和处理成绩单和高安全信息的未来将如何成为一个区块链机制。日本内务通信省使用区块链安装“下一代学校信息通信技术环境”也证明了这一点。

5.羊皮纸

它是一个评估学历、处理课程和生成证书的论坛。学习者可以轻松地与未来的雇主讨论他们的学习成绩。它是最广泛接受的电子证书服务，允许学习者、学术机构和雇主在一个简单和安全的环境中申请、验证和共享他们的证书。它的框架已经帮助数百万人和数千所大学在全球范围内转移了3000多万份成绩单和其他证书。

结论

本研究将区块链和物联网与教育系统相结合，物联网和区块链技术正在利用中。拟议的研究表明，教育系统结合了物联网和区块链。区块链用于创建超分布式公共真实账本，以记录交易。这项研究为这一领域开辟了新的机遇。该框架是使用一组不同的物联网节点实现的，并进行了测试。本研究为提高教育系统的通信安全性和效率提供了一个有价值的框架。该框架适用于未来在异构环境中传输大量数据的通信安全。我们已经在不同的场景下测试了系统，例如集成系统中的内存和处理器使用情况以及它对整个系统性能的影响。我们发现，该框架不仅提高了系统的吞吐量，而且建立了物联网节点间的直接连接，使系统更加稳定。本研究的成果为现有教育系统建立了一个新的物联网框架，采用区块链技术。今后，研究者可以加强这方面的研究，并将其应用到整个王国。