Цифровое портфолио достижений обучающихся требует надежных механизмов верификации и сохранности данных. Существующие решения, как правило, основаны на централизованных базах данных и привязаны к отдельным учреждениям, что затрудняет передачу и проверку данных при переходе студентов между организациями или при трудоустройстве. Кроме этого, такие системы имеют проблемы масштабируемости. Перспективным подходом к решению указанных проблем является применение технологии блокчейн. Цель работы – разработка модели и архитектуры блокчейн-системы электронного портфолио достижений обучающихся, обеспечивающей масштабируемость за счет фрактальной (самоподобной) организации подцепочек. В работе предлагаются концептуальная модель и фрактальная архитектура блокчейн-системы электронного портфолио достижений, объединяющая преимущества децентрализованных идентификаторов и многоуровневого (иерархического) реестра. Новизна подхода заключается в многоуровневой структуре хранения и подтверждения данных: достижения обучающихся фиксируются на локальных подцепочках, которые фрактально интегрируются в вышестоящие блокчейн-уровни. Такая архитектура позволяет значительно повысить масштабируемость системы за счет параллельной обработки транзакций на множестве цепочек и периодического «якорения» данных на верхнем уровне для обеспечения согласованности. Представлена формальная модель системы: определены основные сущности, структуры данных и операции. Показано, что фрактальная архитектура поддерживает произвольную глубину вложенности уровней, настраиваемую параметрами системы, что обеспечивает гибкую адаптацию под масштаб образовательной структуры (например, образовательное учреждение – регион – страна). Обсуждаются свойства системы в части сохранности и неизменности данных на всех уровнях, проанализирована сложность операций и способность архитектуры к горизонтальному и вертикальному масштабированию. Рассматриваются организационные и технические механизмы интеграции предложенной архитектуры в иерархию управления образованием (организация – регион – федерация), включая направления информационных потоков и порядок взаимодействия с существующими государственными информационными системами. Практическая значимость предложенной модели состоит в возможности ее применения для построения распределенной инфраструктуры учета достижений обучающихся, обеспечивающей высокую пропускную способность и устойчивость к искажениям данных.

A digital portfolio of student achievements requires reliable mechanisms for verification and data security. Existing solutions are usually based on centralized databases tied to individual institutions, which complicates the transfer and verification of data when students transfer between organizations or when applying for a job. In addition, such systems have scalability issues. A blockchain-based system can be a solution. The aim of this work is to develop a model and architecture of a blockchain system for an electronic portfolio of student achievements that ensures scalability through a fractal (self-similar) sub-chain organization. The paper proposes a conceptual model and fractal architecture of a blockchain system for an electronic portfolio of achievements that combines the advantages of decentralized identifiers and a multi-level (hierarchical) registry. The novelty of the approach lies in the multi-level structure of data storage and verification: student achievements are recorded on local sub-chains that are fractally integrated into higher blockchain levels. This architecture significantly increases the scalability of the system due to parallel processing of transactions on multiple chains and periodic “anchoring” of data at the top level to ensure consistency. A formal model of the system is presented: the main entities, data structures and operations are defined. It is shown that the fractal architecture supports an arbitrary nesting depth of levels, configured by the system parameters, which ensures flexible adaptation to the scale of the educational structure (for example, educational institution – region – country). The properties of the system in terms of data safety and immutability at all levels are discussed, the complexity of operations and the ability of the architecture for horizontal and vertical scaling are analyzed. The organizational and technical mechanisms for integrating the proposed architecture into the education management hierarchy (institution – region – federation) are discussed, including information flow directions and interaction with existing government information systems. The practical significance of the proposed model lies in the possibility of its application for building a distributed infrastructure for recording student achievements, ensuring high throughput and resistance to data distortions.