- Uitleg
- |
- Technologische innovatie
- |
- po
- vo
- mbo
Blockchaintechnologie
Blockchain wordt gezien als technologie die decentrale en transparante systemen mogelijk kan maken. Denk aan een nieuw betaalsysteem zonder tussenkomst van een bank. Bitcoin en andere cryptovaluta zijn de bekendste toepassingen van blockchain. Maar ook nieuwe vormen van contracten en eigendomsbewijzen zijn mogelijk met deze technologie. Is blockchain bruikbaar voor het onderwijs?
Door Eva Leurink, Wietse van Bruggen, Els Booij
In dit artikel leggen we uit wat blockchain is en verkennen we of blockchaintechnologie een oplossing kan bieden voor uitdagingen in het onderwijs.
Wat is blockchaintechnologie?
Een blockchain is een onveranderbaar digitaal register waarin transacties worden opgeslagen. Dat kunnen betalingen zijn met een digitale munt (cryptogeld), of gegevens die uitgewisseld worden, zoals contracten of eigendomsbewijzen. Die transacties worden opgeslagen in blokjes. Elk blokje bevat informatie over het vorige blokje, dat weer informatie bevat over het blokje dáárvoor. Zo vormen al die blokjes een keten – de blockchain. Wat een blockchain uniek maakt, is dat het register altijd chronologisch is en er alleen nieuwe transacties kunnen worden toegevoegd.
Wat zijn kenmerken van blockchaintechnologie?
Om de betrouwbaarheid van blockchain te waarborgen, heeft de technologie een aantal kenmerken.
Betrouwbaarheid: een wijziging is altijd fraude
Blokken in een blockchain zijn met elkaar verbonden via unieke codes. Als één blok in de keten gewijzigd wordt, verandert die unieke code. Alle andere kopieën van het register bevatten die wijziging niet. De keten wordt verbroken en de fraude wordt zichtbaar.
Transparantie: iedereen heeft dezelfde informatie
Een blockchain draait op een groot netwerk van computers. Transacties worden versleuteld met cryptografie en na validatie opgeslagen op alle computers in het netwerk. Daardoor heeft iedereen altijd dezelfde informatie. De informatie blijft beschikbaar als één of meer computers uitvallen.
Decentralisatie: iedereen beheert gegevens
Bij blockchaintechnologie is er niet één partij die gegevens beheert. Het beheer gebeurt door een heel netwerk van computers. Het is dus decentraal georganiseerd. Zo kunnen partijen zonder tussenkomst van een derde partij elkaar toch vertrouwen en gegevens uitwisselen.
Waar wordt blockchaintechnologie voor gebruikt?
De bekendste toepassing van blockchain zijn transacties met cryptogeld (cryptocurrency). Dit is digitaal geld dat gebruikt wordt om (online) aankopen te doen of bijvoorbeeld sneller internationale waardetransacties te regelen.
Een blockchaintoepassing in opkomst zijn de NFT’s of non-fungible tokens. Dat zijn unieke codes die het eigendom verifiëren van digitale items, zoals een digitaal kunstwerk, een virtueel huis of een bijzondere tweet. Het item wordt gekocht met cryptogeld en de transactie wordt geregistreerd in een blockchain. Iedereen kan het item zien, maar er is maar één eigenaar. Dat maakt de NFT uniek.
Blockchaintechnologie wordt ook gebruikt voor het opstellen van smart contracts. Dat zijn digitale contracten op een blockchain. Hierin staan geprogrammeerde afspraken over de voorwaarden op basis waarvan een transactie wel of niet wordt uitgevoerd. Denk aan een systeem waarbij een lening automatisch wordt toegekend op basis van betrouwbare informatie op de blockchain, zonder dat daar een derde partij voor nodig is.
De afspraken in een smart contract zijn altijd inzichtelijk en worden automatisch uitgevoerd. Ze kunnen nooit aangepast worden. Dat zorgt meteen voor een veiligheidsrisico: als de code van een smart contract een fout bevat kan dat niet eenvoudig hersteld worden. Er moet dan een nieuw blok aan de keten worden toegevoegd.
Hoe werkt blockchaintechnologie?
Transacties moeten uiteindelijk aan de blockchain worden toegevoegd: ze worden bijgeschreven in het publiek inzichtelijke register. Dat kan op verschillende manieren.
- Proof of work – om een nieuw blok aan de blockchain toe te voegen, moet een wiskundige puzzel worden opgelost. Degene die het snelst de oplossing heeft, mag het blok toevoegen aan de blockchain. Hij krijgt daarvoor een beloning in de vorm van cryptogeld. Dit zorgt voor een wedloop om als eerste de oplossing te vinden. Omdat meerdere computers bezig zijn met het oplossen van dezelfde puzzel, kost het veel rekenkracht. Daardoor is deze manier niet zo duurzaam.
- Proof of stake – om transacties te mogen valideren, moet een bedrag worden ingelegd (de stake), een soort borg van cryptogeld. Op basis van de stake kan iemand uitverkozen worden om transacties te mogen valideren en toe te voegen aan de blockchain. Er is geen wedloop met andere deelnemers. Omdat minder deelnemers tegelijkertijd bezig zijn met valideren, is er minder rekenkracht nodig. Daarom wordt deze oplossing gezien als duurzamer alternatief voor proof of work.
Een wallet is een soort digitale portemonnee die toegang geeft tot cryptomunten. De munten zelf blijven op de blockchain staan. In de wallet staan het saldo en een overzicht van de transacties. De wallet kan alleen via een persoonlijke private key geopend worden, vergelijkbaar met een ingewikkelde pincode. Wie de private key verliest, kan niet meer bij de wallet. De technologie is heel veilig, maar tegelijkertijd loopt de eigenaar het risico dat hij nooit meer bij de cryptomunten kan komen. Er is immers geen derde partij, zoals een bank, die kan helpen als het misgaat.
Volwassenheid van de technologie
Blockchaintechnologie wordt al lang beschouwd als een veelbelovende technologie die vertrouwensproblemen kan oplossen. Veel bedrijven wagen zich aan pilotprojecten om te onderzoeken waar kansen liggen. Op die manier proberen ze concurrentievoordeel te behalen.
In de praktijk wordt vaak maar een deel van de mogelijkheden van blockchain gebruikt, zoals het synchroniseren van informatie of het digitaal ondertekenen van informatie. Daar zijn vaak al andere, bestaande, efficiëntere en ‘bewezen’ technologieën voor. Er zijn dan ook tot op heden nauwelijks succesvolle ‘echte’ blockchainimplementaties bekend.
Vragen bij decentralisatie
Er klinkt steeds meer kritiek op de technologie. Zo rijst de vraag of blockchaintechnologie wel echt decentralisatie teweegbrengt. Immers, de digitale ‘marktplaats’ van bijvoorbeeld cryptogeld wordt georganiseerd door enkele grote partijen. En is het überhaupt gewenst om alles te decentraliseren? Wie via blockchain wordt opgelicht, kan nergens aankloppen voor hulp.
Ook is het validatieproces soms te verstoren. Dan zijn slechts enkele computers nodig om een validatie en dus een transactie geldig te laten verklaren. Dat maakt dat de technologie nog niet onfeilbaar is.
Duurzaamheid
Er is steeds meer aandacht voor duurzaamheid rond blockchaintechnologie. Volgens de Bitcoin Energy Consumption Index verbruikt Bitcoin, een van de bekendste cryptomunten, bijvoorbeeld 132,39 terawattuur per jaar. Dit is vergelijkbaar met het energieverbruik van Argentinië. De carbon footprint is met 73,84 megaton CO2 per jaar vergelijkbaar met de carbon footprint van Colombia.
Ethereum, naast Bitcoin een andere grote speler in blockchaintechnologie, heeft vanwege het energieverbruik in 2022 de overstap gemaakt van proof of work naar proof of stake, dat gezien wordt als duurzamer alternatief. Proof of stake zorgt potentieel voor minder decentralisatie. De effecten op de langere termijn zijn nog niet duidelijk.
Onzekere markt
Tot slot iets over de waarde: we zagen na pieken in april en november 2021 (€ 67.095) een gestage daling van de waarde van bijvoorbeeld bitcoin. In oktober 2022 was een bitcoin minder dan € 20.000 waard. De markt is dus niet stabiel en erg onzeker.
De technologie heeft zich dus nog niet bewezen en stelt momenteel op verschillende gebieden teleur. Niettemin worden er volop experimenten gedaan.
Toepasbaarheid blockchain in het onderwijs
Toepassingen van blockchaintechnologie voor het onderwijs worden vaak genoemd in het kader van de uitwisseling van gegevens. Bijvoorbeeld het delen van informatie over leerlingen tussen publieke en private partijen, zorgverleners, leerbedrijven en ouders/verzorgers die elkaar door uiteenlopende belangen soms niet vertrouwen.
Diplomaregistratie
Een toepassing is bijvoorbeeld diplomaregistratie om diplomafraude tegen te gaan. Hierbij wordt in een blockchain opgeslagen dat een leerling of student een bepaald diploma of certificaat heeft behaald. Het diploma is nooit meer uit de blockchain te verwijderen. Ook niet als achteraf blijkt dat een student fraude heeft gepleegd of dat er door een menselijke fout iets is misgegaan bij de registratie. Het kan daarnaast onwenselijk zijn dat meerdere partijen de informatie kunnen inzien, toevoegen en verifiëren.
Blockchain lost slechts gedeeltelijk problemen rond diplomafraude op. Als het proces voorafgaand aan het uitgeven van een diploma niet vertrouwd wordt, dan kan een blockchain daar niets aan veranderen.
Ondersteunen van modulair onderwijs
Een andere mogelijke toepassing van blockchain in de toekomst is het ondersteunen van flexibel modulair onderwijs. Bij deze vorm van onderwijs schrijven studenten zich niet meer in voor één specifieke opleiding. Ze kunnen zich inschrijven voor verschillende vakken bij verschillende opleidingen van verschillende locaties en zo onderwijseenheden verzamelen die relevant zijn voor hun persoonlijke leersituatie.
De leerresultaten worden vastgelegd in een learning badge. Hierin staat hoe de student de leereenheid heeft doorlopen met de bijbehorende beoordeling. De learning badges kunnen worden vastgelegd in een learning wallet, een op blockchaintechnologie gebaseerde kluis waarin alle data is vastgelegd die met de learning badge te maken heeft.
Deze vorm van flexibel onderwijs klinkt veelbelovend, maar is in de praktijk uitdagend om goed te organiseren. Onderwijsinstellingen onderling, maar bijvoorbeeld ook (stage)bedrijven moeten samenwerken om te bepalen wanneer een leereenheid succesvol is afgerond. Op basis waarvan wordt een learning badge uitgegeven? Hoe bepalen we de kwaliteitswaarde van een learning badge? Hoe erkennen schoolinstellingen elkaars learning badges? Zijn ze in verschillende regio’s even valide? Hoe lang zijn de learning badges geldig? Dit vraagt intern grote veranderingen bij scholen en intensieve samenwerking met andere onderwijsinstellingen.
Contractmanagement
Een volgende mogelijke toepassing is contractmanagement voor beroepspraktijkvorming. Hier wordt hoopvol naar gekeken, omdat nu bij veel kleinere onbekende stagebedrijven van alles gecontroleerd moet worden. Blockchaintechnologie zorgt ervoor dat de school het stagebedrijf direct kan vertrouwen. Gegevens van de school worden automatisch gevalideerd, zonder tussenkomst van een accrediterende derde partij (bijvoorbeeld een organisatie die bepaalt of een bedrijf een erkend leerbedrijf is).
Bij het registreren van de samenwerking zullen contracten (en dus ook codes van smart contracts) nog altijd gecontroleerd moeten worden. Als er een fout in het contract staat, moet er een nieuw blok worden toegevoegd aan de blockchain om de fout ongedaan te maken. De vraag is wat de blockchain dan toevoegt aan het contractmanagement. Is er überhaupt sprake van een gebrek aan vertrouwen tussen de school, de student en de beroepspraktijkorganisatie?
Aandachtspunten en tips
Wil je onderzoeken of blockchaintechnologie je verder kan helpen? Houd dan rekening met de volgende aandachtspunten en tips.
Blockchaintechnologie is zelden de oplossing bij een onderwijsvraagstuk
Op het eerste gezicht zijn er tal van onderwijsuitdagingen waarin blockchaintechnologie een rol zou kunnen spelen. Als we een (onderwijs)probleem echter goed analyseren, blijkt in veel gevallen dat het goedkoper, eenvoudiger en efficiënter is om andere, al bewezen technologie in te zetten. Denk aan databasereplicatie, versleuteling van informatie, datakluizen en digitale handtekeningen of certificaten. Dergelijke bestaande producten zijn veel goedkoper dan het ontwikkelen, testen en implementeren van een nieuwe blockchaintoepassing.
Hanteer de juiste voorwaarden bij de inzet van blockchaintechnologie
Bij de inzet van blockchaintechnologie is het de vraag of je aan alle voorwaarden en kenmerken van blockchain kunt, wilt of moet voldoen. Het is alleen zinvolle technologie als meerdere samenwerkende partijen informatie delen waarvan de echtheid gecontroleerd moet worden.
Een blockchain opzetten voor interne registratie van processen is dus sowieso nooit zinvol. En als je samenwerkt, is er dan echt een vertrouwensprobleem? En wil je dan dat meerdere partijen informatie kunnen toevoegen aan de blockchain en dat alle partijen deze informatie kunnen verifiëren? Accepteren we dat we niets kunnen verwijderen uit de blockchain en dat alle deelnemers alle transacties kunnen inzien? Denk goed na over deze kenmerken als je overweegt of blockchaintechnologie meerwaarde kan bieden. Een goede manier om hier inzicht in te krijgen is de Checklist blockchaintechnologie.
Blockchain is op zichzelf nooit een oplossing
Blockchaintechnologie is altijd een onderdeel van een groter geheel, waarbij meerdere technologieën samenkomen. Denk aan het eduID-systeem voor de uitwisseling van gegevens als een student vakken volgt bij meerdere opleidingen. Onderwijsinstellingen moeten het eduID-systeem koppelen aan meerdere studentinformatiesystemen, zodat de informatie correct en zorgvuldig uitgewisseld wordt tussen die opleidingen.