I nte rna t io na l J o urna l o f   I nfo rm a t ics a nd   Co m m un ica t io n T ec hn o lo g y   ( I J - I CT )   Vo l.  1 5 ,   No .   4 ,   Dec em b er   2 0 2 6 ,   p p .   1 8 0 0 ~1 8 1 5   I SS N:  2 2 5 2 - 8 7 7 6 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /iji ct. v 1 5 i 4 . p p 1 8 0 0 - 1 8 1 5          1800       J o ur na l  ho m ep a g e :  h ttp : //ij ict. ia esco r e. co m   Desig n f ra mewo r k f o r higher  edu c a tion cert i ficates  using   blo ckcha in t e chn o lo g y       Sa lem   S.   M .   K ha lifa 1 ,   Ali Mo ha m ed  E .   E j m a a 2 ,   Abdu lm a wla   Na j ih 3 ,    I s m a il Abo ulq a s im   O m a r  Abum ily a na 4   1 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r ,   T h e   H i g h   I n st i t u t e   o f   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   B i 'r   a l   G h a n a m,   Li b y a   2 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r ,   T h e   Li b y a n   C e n t e r   f o r   B i o t e c h n o l o g y   R e se a r c h ,   Tr i p o l i ,   L i b y a   3 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   En g i n e e r i n ,   Th e   H i g h   I n st i t u t e   o f   S c i e n c e   a n d   Te c h n o l o g y ,   G a r y a n ,   L i b y a   4 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r ,   T h e   F a c u l t y   o f   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   T e c h n i c a l   c o l l e g e s   A d m i n i st r a t i o n ,     M i n i s t r y   o f   Te c h n i c a l   a n d   V o c a t i o n a l   Ed u c a t i o n ,   A l r i y a y n a ,   Li b y a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Oct  5 ,   2 0 2 5   R ev is ed   Ma y   1 5 ,   2 0 2 6   Acc ep ted   Au g   2 8 ,   2 0 2 6       Dig it a l  a c a d e m ic  c re d e n ti a ls  fa c e   p e rsiste n t  th re a ts  fr o m   c re d e n t ial  fra u d ,   wh il e   trad i ti o n a l  c e n tralize d   v e rif ica ti o n   s y ste m s  su ffe r  fr o m   sin g le   p o in ts   o f   fa il u re   a n d   a d m in istrati v e   d e lay s.  Alth o u g h   b l o c k c h a in   tec h n o l o g y   o ffe rs  imm u tab il it y   a n d   tru st,   e x i sti n g   so lu ti o n s   p re se n t   sig n ifi c a n t   re se a rc h   g a p s:   (1 )  d irec t  o n - c h a in   sto ra g e   v io lat e s  d a ta  p ro tec ti o n   re g u latio n s;  (2 )  a   lac k   o f  d e c e n tralize d   id e n ti t y   g o v e rn a n c e   lea v e s  n e two rk s  v u ln e ra b le  to   u n a u t h o r ize d ;  a n d   ( 3 )  e x isti n g   l it e ra tu re   lac k s  fo rm a l  o p e ra t io n a l  a lg o rit h m s  a n d   e m p ir ica l  b e n c h m a rk in g   u n d e r  sc a lab le  wo r k l o a d s.  To   re so lv e   th e se   g a p s,  t h is  p a p e r  p ro p o se s  a   m u lt i - ti e re d   d e sig n   fra m e wo rk   fo r  h ig h e r   e d u c a ti o n   c e rti fica tes   a n c h o re d   i n   d e sig n   sc ien c e   re se a rc h   (DSR)   m e th o d o lo g y .   T h e   p ro p o se d   so lu ti o n   b rid g e s  th e se   li m it a ti o n s  b y   imp lem e n ti n g   a   p riv a c y - p re se rv in g   h y b rid   a rc h it e c tu re   th a t   c o m b i n e s    o ff - c h a in   e n c ry p ted   F il e   S y ste m   sto ra g e   wit h   o n - c h a in   S HA - 2 5 6   h a sh   a n c h o ri n g .   To   a d d re ss   g o v e rn a n c e   v u l n e ra b il it ies ,   W3 C   De c e n tralize d   Id e n ti fiers   a re   i n teg ra ted   with   a   s m a rt - c o n trac t  Iss u e r  Re g istr y   a n d   a   g l o b a l   re v o c a ti o n   li st   to   e n fo rc e   strict   i ss u e r  a c c e ss   c o n tro l.   F u rt h e rm o r e ,   fo rm a l  a lg o rit h m ic  p ro to c o ls  a re   e sta b li sh e d   fo r  s y ste m   e n ro ll m e n t ,   issu a n c e ,   a n d   o ff - c h a in   e n c ry p ti o n .   Emp iri c a l  e v a lu a ti o n s  c o n d u c ted   u si n g   Hy p e rled g e r   Ca li p e r  d e m o n stra te  a   1 0 0 %   tran sa c ti o n   su c c e ss   ra te,  a   sta b le  t h ro u g h p u t  o f   1 7 . 7   T P S ,   a n d   s u b - se c o n d   v e rifi c a ti o n   late n c ies   ( 1 0 . 5 3   m s),  v a li d a ti n g   th e   fra m e wo rk ’s  p ri v a c y   c o m p li a n c e ,   se c u rit y ,   a n d   p e rf o rm a n c e   sc a lab il it y   f o r  g lo b a l  a c a d e m ic v e rifi c a ti o n .     K ey w o r d s :   B lo ck ch ain   tech n o l o g y   Dig ital c er tific ates   Fra m ewo r k   Sh ar in g   p r o ce s s   Ver if icatio n   p r o ce s s   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC  BY - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Salem   S.   M.   Kh alif a   Dep ar tm en t o f   C o m p u ter ,   T h e   Hig h   I n s titu te  o f   Scien ce   a n d   T ec h n o lo g y   B i ' r   al  Gh an am ,   L ib y a   E m ail:  s alem ass aid @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   Aca d em ic  ce r tific atio n s   a r e  a ch iev em en ts   h i g h ly   esteem ed ,   as  th ey   h a v e  a   d ir ec t   im p ac t,   p o s itiv ely   o n   th eir   b ea r er s   [ 1 ] .   T h e  tr ad it io n al  m eth o d s   o f   v er if y in g   an d   s h ar in g   ed u ca tio n al  ce r tific a tes  h av e  lo n g   b ee n   p la g u ed   b y   is s u es  o f   f r au d ,   in ef f icien cy ,   a n d   lack   o f   t r an s p a r en cy   [ 2 ] .   B lo ck c h ain   tech n o l o g y   h as  em er g e d   as  a  r ev o l u tio n ar y   f o r ce   in   th e   d ig ital  wo r ld   ac r o s s   v a r io u s   i n d u s tr ies,  in clu d i n g   h ig h e r   e d u ca tio n   [ 3 ] .   I t   is   a   d is tr ib u ted   led g er   tech n o l o g y   th at  p lace s   a  h ig h   p r e m iu m   o n   s ec u r ity ,   tr an s p ar e n cy ,   a n d   im m u tab ilit y   o f   r ec o r d s .   I t o r ig in ally   d ev elo p e d   as  th e  u n d e r ly in g   tec h n o l o g y   f o r   c r y p to c u r r e n cies  lik e  B it co in   [ 4 ] .   I t  o p er ates   o n   a  p ee r - to - p ee r   n etwo r k ,   wh er e  ea ch   p ar ticip an t  h as  a  co p y   o f   th e  en tire   b lo c k ch ain ,   e n s u r in g   th at  n o   s in g le   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       Desig n   fr a mewo r k  fo r   h ig h er e d u ca tio n   ce r tifi ca tes u s in g   b lo ck ch a in   tec h n o lo g y   ( S a lem  S .   M.  K h a lifa )   1801   en tity   h as  co n tr o l  o v er   th e  d ata.   B lo ck ch ain   tech n o lo g y   p r esen ts   an   in n o v ativ e  s o l u tio n   to   ad d r ess   th e  ch allen g es  p r ev io u s ly   m en tio n ed ,   m ak es  it  v ir tu ally   im p o s s ib le  to   tam p er   with   o r   alter   th e   s to r ed   in f o r m ati o n   [ 5 ] – [ 8 ] .   Desp ite  th e  tr a n s itio n   to   d ig ital  ac a d em ic  c r ed en tials ,   ex is tin g   v er if icatio n   p ar ad i g m s   r em ai n   v u ln er ab le  to   cr e d en tial  f r au d   an d   ad m in is tr ativ e  f r ictio n .   T r ad itio n al  ce n tr alize d   s y s tem s   in tr o d u ce   s in g le   p o in ts   o f   f ailu r e  an d   v e r if icatio n   d elay s ,   wh ile  d ir ec t o n - ch a in   b lo ck ch ain   d e p lo y m e n ts   s u f f er   f r o m   s ca lab ilit y   b o ttle n ec k s   an d   v io late   p r i v ac y   m a n d ates  d u e   to   p u b lic  s to r ag e  o f   s en s itiv e  p er s o n al  in f o r m atio n .   Fu r th er m o r e ,   ex is tin g   d ec en t r alize d   s o lu tio n s   o f ten   lack   f o r m alize d   is s u er   id en tity   g o v er n an ce ,   e x p o s in g   n etwo r k s   to   u n v er if ie d   is s u in g   en titi es.    T o   ad d r ess   th ese  g ap s ,   th is   p ap er   p r o p o s es  a  m u lti - tier ed   d esig n   f r am ew o r k   f o r   h ig h e r   ed u ca tio n   ce r tific ates  u s in g   d esig n   s cie n ce   r esear ch   ( DSR ) .   T h e  s co p e  o f   th is   wo r k   f o cu s es  o n   a   h y b r id   ar c h itectu r e  co m b in in g   o f f - ch ain   in ter p la n etar y   f ile  s y s tem   ( I PF S )   s to r ag e,   asy m m etr ic  en c r y p tio n ,   an d   p er m is s io n ed     on - ch ain   SHA - 2 5 6   h ash   a n c h o r in g ,   co m p lem en ted   b y   W 3 C   d ec en tr alize d   i d en tifie r s   ( DI Ds)  f o r   i d en tity   g o v er n an ce .   Sp ec if ically ,   th e   o b jectiv es  o f   th is   s tu d y   ar e  to :  ( 1 )   estab lis h   a  p r iv ac y - p r eser v in g   cr ed e n tial   life cy cle  ar ch i tectu r e;  ( 2 )   m iti g ate  u n au th o r ized   is s u in g   en ti ties   v ia  a  s m ar t - co n tr ac t  is s u e r   r eg is tr y   ( R eg _ I ) ;   ( 3 )   f o r m alize   alg o r ith m ic  p r o ce d u r es  f o r   en r o llm en t,  i s s u an ce ,   an d   en cr y p tio n ;  a n d   ( 4 )   e m p ir ically   b en ch m ar k   s y s tem   th r o u g h p u t   an d   laten cy   u n d er   s tr ess   test in g.   T h e  m ain   co n tr ib u tio n s   o f   th is   r esear ch   ar e  as f o llo ws:   −   A  m u lti - tier ed   d esig n   f r am e wo r k   ( DSR   Me th o d o lo g y ) :  Dev elo p m en t   o f   a  s tr u ctu r e d ,   f o u r - la y er   ar ch itectu r e  ( A p p licatio n   a n d   u s er   in te r f ac e,   i d en tity   &   s y s tem   m an ag e m en t,  tr u s t  en g in e,   a n d   v er if ica tio n )   u s in g   th e  DSR   m eth o d o lo g y   s p ec if ically   tailo r e d   f o r   h ig h e r   ed u ca tio n   cr e d en t ials .     −   Priv ac y - p r eser v i n g   h y b r i d   ar ch itectu r e :  I n teg r atio n   o f   o f f - ch ain   d ec en tr alize d   s to r a g e   ( I PF S)  with   asy m m etr ic  en cr y p tio n   ( en cr y p tin g   ce r tific ate  ar tifa cts  u s in g   th e  s tu d e n t' s   p u b lic  k ey )   p air ed   with     on - ch ain   cr y p to g r a p h ic  h ash   a n ch o r in g   ( SHA - 2 5 6 )   to   e n s u r e   d ata  s o v er eig n ty ,   an d   s ca lab ilit y .     −   Self - s o v er eig n   id en tity   a n d   a n ti - r o g u e  is s u er   m ec h an is m :  Utilizatio n   o f   W 3 C   DI D s   f o r   is s u er s   an d   h o ld er s ,   co m b in ed   with   a   s m a r t - co n tr ac t - b ac k ed   I s s u er   R eg is tr y   ( R eg _ I )   a n d   Glo b al  R ev o ca tio n   L is t  to   r estrict  u n au th o r ized   is s u in g   e n titi es a n d   h an d le  c r ed en tial in v alid atio n .     −   Fo r m al  alg o r ith m ic  p r o t o co ls :  Def in itio n   o f   s tep - by - s tep   alg o r ith m s ,   s p ec if ically   ad m i n /u s er   en r o llm e n t   ( Alg o r ith m   1 ) ,   ce r tific ate  is s u an ce   ( Alg o r ith m   2 ) ,   a n d   ce r tific ate  en cr y p tio n   a n d   o f f - ch ain   s to r ag e   ( Alg o r ith m   3 ) .     −   E m p ir ical  b en c h m ar k in g   a n d   ev alu atio n :  C o m p r eh en s iv e  p e r f o r m a n ce   ev al u atio n   o f   th e   p r o to ty p e  u s in g   Hy p er led g e r   C alip er   ac r o s s   I s s u e ,  V erif y ,   an d   Mixed   wo r k lo ad s ,   d em o n s tr atin g   a  1 0 0 %  tr an s ac tio n   s u cc ess   r ate,   a  s tab le  th r o u g h p u t  o f   ~1 7 . 7   T PS ,   an d   v er if icatio n   laten cies  as  lo w  as  1 0 . 5 3   m s .     T o   h i g h lig h t   th e   m ain   d if f e r e n ce s   an d   ad v an tag es  o f   th e  p r o p o s ed   s ch em e,   T ab le  1   p r o v i d es  a  d etailed   co m p ar is o n   b etwe en   o u r   ap p r o ac h   a n d   ex is tin g   p r im ar y   c r ed en tial  r e v o ca tio n   m o d els  u s ed   in   d ig ital  id en tity   an d   b lo ck c h ain   s y s tem s .         T ab le  1 .   C o m p a r is o n   o f   th e  p r o p o s ed   wo r k   with   s o m e  p r im a r y   cr ed e n tial r ev o ca tio n   m o d el s   u s ed     in   d ig ital id en tity   an d   b lo c k ch ain   s y s tem s   F e a t u r e   /   d i me n si o n   C e n t r a l i z e d   /   P K I   sy st e ms   N a i v e   on - c h a i n   sy st e ms   S t a n d a r d   d e c e n t r a l i z e d   mo d e l s   O u r   p r o p o s e d   f r a mew o r k   D a t a   P r i v a c y   ( G D P R / F ER P A )   Lo w   ( C e n t r a l i z e d   st o r a g e )   N o n - c o m p l i a n t   ( P I I   on - c h a i n )   P a r t i a l   ( U n e n c r y p t e d   o f f - c h a i n )   H i g h   ( A sy m me t r i c   En c r y p t i o n   +   Off - C h a i n   I P F S )   I d e n t i t y   G o v e r n a n c e   S i n g l e   C A   d e p e n d e n c y   N o n e   /   W e a k   B a si c   W a l l e t   A d d r e ss e s   W 3 C   D I D s +   S mart - C o n t r a c t   R e g i s t r y   ( R e g _ I )   R e v o c a t i o n   C a p a b i l i t y   M a n u a l   /   D B   U p d a t e   H a r d   t o   i m p l e me n t   P a r t i a l   On - c h a i n   G l o b a l   R e v o c a t i o n   L i st   S i n g l e   P o i n t   o f   F a i l u r e   H i g h   R i s k   Lo w   R i s k   Lo w   R i s k   Ze r o   R i sk   ( D e c e n t r a l i z e d   A r c h i t e c t u r e )   F o r mal i z a t i o n   a n d   M e t r i c s   N / A   Th e o r e t i c a l   o n l y   B a si c   t h r o u g h p u t   t e st s   A l g o r i t h m i c   P r o t o c o l s +   C a l i p e r   W o r k l o a d   S t r e ss   Te st i n g       T h e  b lo ck ch ai n ' s   [ 9 ]   h is to r y   h as  b eg u n   s in ce   2 0 0 8 ,   wh e n   Sato s h i  Nak am o to   [ 4 ]   d es ig n ed   th e  b lo ck ch ain   as  th e  b u ild in g   b lo ck   f o r   B itco in .   Sin ce   th e n ,   b lo ck ch ai n   h as  b e co m e  a   s ig n if ican t  p a r t  o f   p r o v id i n g   in f o r m atio n   s ec u r ity   in   ed u ca tio n ,   h ea lth ca r e,   f in a n cial  tech n o lo g y ,   a n d   ev e n   g a m in g   [ 3 ] ,   [ 1 0 ] .   B lo ck ch ain   is   a  ter m   u s ed   to   r ef er   to   a  v ar iety   o f   p r o to co ls   an d   tech n o lo g ies  th at  m a k e  it  p o s s ib le  to   r ec o r d   i n f o r m atio n   in   a  way   t h at  is   d if f icu lt  to   alter ,   h ac k ,   o r   f o r g e  [ 1 1 ] .   B lo ck ch ain   is   a  f o r m   o f   d is tr ib u ted   led g er   tech n o lo g y ;  th is   m ea n s   th e  h is to r y   o f   th a t  led g er   ( th e  ' tr u th ' )   an d   th e  d ata  co n tr o lled   th er eo n   is   k ep t  ac r o s s   m u ltip le  in d ep en d en t   en titi es  ( b lo ck s ) ,   h o s ted   o n   a  co m m o n   b asis   b y   a  n et wo r k   o f   co m p u ter s     ( th e  ch ain )   [ 3 ] ,   [ 1 1 ] ,   [ 1 2 ] .   C h an g es  to   th e   led g er   ca n   b e  s ee n   b y   ev e r y o n e  with in   th e   n etwo r k ,   wh ich   is   m ain tain ed   as  a  wh o le.   T h ese   k ey   f ea tu r es  m ak e  it  v e r y   s u i tab le  f o r   m a n ag in g   th e  ' life cy cle'   o f   a  ce r tific ate,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N:  2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,   Vo l.  15 ,   No .   4 ,  Dec em b er   20 26 :  1 8 0 0 - 1 8 1 5   1802   f r o m   o r i g in atio n   th r o u g h   am e n d m en t  to   v er i f icatio n   b y   a  th ir d   p ar ty ,   lik e  an   em p lo y er .   E d u ca tio n al  s y s tem s   cu r r en tly   u s in g   b lo c k ch ain .    Sev er al   ed u ca tio n al  in s titu tio n s   an d   s y s tem s   ar o u n d   th e  wo r ld   h av e  ad o p ted   b lo c k ch ain   tech n o lo g y   to   is s u e  an d   m an a g e  d ig ital   cr ed en tials .   Her e  ar e  s o m e  n o ta b le  ex am p les ,   a)   B lo ck ce r t:  [ 1 3 ]   is   o p en ‐ s o u r ce   b lo ck c h ain   p r o ject  f o r   cr ea tin g ,   is s u in g ,   v iewin g ,   an d   v er i f y in g   b lo ck ch ain - b ased   ce r tific ates.  Dev elo p ed   b y   th e  Ma s s ac h u s etts   I n s titu te  o f   T ec h n o lo g y   ai m s   to   p r o v id e   a  s ec u r e  an d   tam p er - p r o o f   way   to   is s u e  an d   v e r if y   c er tific ates,  s u ch   as  ac a d em i c  cr ed e n tials ,   p r o f ess io n al  ce r tific atio n s ,   an d   o th e r   v e r i f iab le  c r ed en tials .   I t  en ab les  s tu d e n ts   an d   em p lo y er s   to   b e  a b le   to   ac ce s s   th e  B lo ck ce r ts   p la tf o r m   b y   th e   B lo ck ce r ts   m o b ile  ap p licatio n   f o r   v er if icati o n   p u r p o s es.    T h e  p latf o r m   u s es th e  b itco in   b lo ck ch ain   as a   p r o v id er   o f   tr u s t,  an d   h en ce   t h e  d ata  is   im m u t ab le  [ 1 4 ] .   b)   Un iv er s ity   o f   Nico s ia:  h as  e m b r ac ed   th is   tech n o lo g y   to   r eim ag in e  h o w  ac a d em ic  ac h iev em en ts   ar e   r ec o r d e d ,   s h ar e d ,   a n d   v er if ie d .   I t  was  o n e   o f   th e  f ir s t  u n iv e r s ities   to   is s u e  b lo ck ch ain - b ased   ce r tific ates.  R ec o r d in g   t h ese  ce r tific ates  o n   th e   b l o ck ch ain   in v o lv es  cr y p to g r ap h ic   s ig n in g   an d   h ash in g ,   wh ic h   allo ws  f o r   in s tan t  v e r if icatio n   o f   th eir   v alid ity   with o u t  t h e  n ee d   to   co n tact  o r   in v o lv e  th e  is s u in g   in s titu tio n   d u r in g   th e  v e r if icatio n   p r o ce s s   [ 1 5 ] .   c)   Op en C er ts : [ 1 6 ]   is   an   o p e n   s tan d ar d   f o r   is s u in g   an d   v e r if y in g   ed u ca tio n   cr e d en tials   th r o u g h   th e   E th er eu m   b lo ck c h ain ,   p r im ar ily   d ev elo p ed   i n   Si n g a p o r e   an d   co lla b o r atio n   am o n g   f o u r   g o v er n m e n t   tech n o lo g y   ag en cies.  I t  allo ws  ed u ca tio n al  in s titu tio n s   to   is s u e  tam p er - p r o o f   d ig ital  ce r ti f icate s ,   wh ich   ca n   b e   ea s ily   v e r if ied   b y   em p l o y er s   an d   o th er   s tak eh o ld e r s   with o u t  r ely i n g   o n   th e  i n s titu tio n   th at   is s u ed   th e  ce r tific ate  in s tead   o f   s u b m itti n g   th e  p h y s ical  co p y .   d)   T r u s tED :  [ 1 7 ]   is   a  b lo ck c h ai n - b ased   p latf o r m   t h at  was  d e v elo p ed   b y   K o s ta  B atza v alis   in   Au s tr alia  in   2 0 1 7 .   I t a im s   to   ad d r ess   is s u es   o f   cr ed en tial f r a u d   an d   s tr ea m lin e  th e  v er if icatio n   p r o ce s s   f o r   ed u ca tio n al   q u alif icatio n s   b y   lev er ag in g   t h e  tr an s p ar en c y   an d   im m u tab i lity   o f   b lo ck c h ain   tech n o lo g y .   T h e  p latf o r m   allo ws  f o r   in s tan t  v er if icatio n   o f   cr ed en tials ,   r ed u cin g   th e  tim e  an d   ef f o r t  r eq u ir e d   b y   em p lo y er s ,   in s titu tio n s ,   an d   o th er   s tak eh o ld er s .   Stu d en ts   h av e  co n tr o l  o v er   th eir   d ata  an d   ca n   ch o o s e  wh o   to   s h ar e  th eir   cr ed en tials   with ,   en h an ci n g   p r i v ac y   an d   s ec u r ity .        2.   RE L AT E D  WO RK S   T h is   s ec tio n   f o cu s es  o n   r elate d   r esear ch   wo r k s   id en tifi ed   d u r in g   th e  d etailed   li ter atu r e  s u r v ey   f o r   im p r o v in g   p u b lic   b lo ck c h ai n s   f o r   ac ad em ic   ce r tific ate   ce r tific atio n .   R esear ch   o n   th e  a p p licatio n   o f   b lo ck ch ain   tech n o lo g y   in   h ig h er   ed u ca tio n   h as  b ee n   g ain i n g   s ig n if ican t  in ter est,  f o cu s in g   o n   ar ea s   s u ch   as  s m ar t  co n tr ac ts ,   p r i v ac y ,   ac c r ed itatio n   p r o ce s s es,  an d   k n o w led g e  m an a g em en t.   R aim u n d o   an d   R o s ár io   [ 1 8 ]   p r esen ted   a  s y s tem atic  r e v iew  o f   3 7   ar ticles  o n   th e  u s e  o f   b lo ck ch ai n   tech n o lo g y   i n   h ig h er   ed u ca tio n .    I t  h ig h lig h ts   h o w   b lo c k ch ain   is   en h an ci n g   e f f icien cy ,   ef f ec tiv en ess ,   p r iv ac y   co n t r o l,  a n d   s ec u r ity   o f   d at a   m an ag em en t  m ec h a n is m s   in   h ig h er   ed u ca tio n   p r o ce s s es.  T h e  p o ten tial  b en ef its   o f   b lo ck ch ain   tech n o lo g y   in   h ig h er   e d u ca tio n   ar e  d is cu s s ed ,   alo n g   with   f u tu r e  r esear ch   d ir ec tio n s .   T h e   r ef er e n ce s   o f   th e  ar ticle  co v e r   v ar io u s   ap p licatio n s   o f   b l o ck ch ain   in   h i g h er   e d u ca tio n ,   s u ch   as  d ip lo m a  a n ti - f o r g er y   s y s tem s ,   o n lin e  q u iz   s ch em es,  an d   ac h iev em e n t  r e co r d   s y s tem s .   B ab u   et  a l .  [ 1 9 ]   d is cu s s ed   th e  lim itatio n s   o f   p u b lic  b lo c k ch ain s   f o r   ac ad em ic  ce r tific ate  ce r tifi ca tio n ,   s u ch   as  p r iv ac y   co n ce r n s   an d   s ca lab ilit y   is s u es,  an d   p r o p o s e  a  s o lu tio n   u s in g   a  p er m is s io n ed   b l o ck c h ain   n etwo r k ,   s p ec if ically   Hy p er led g e r   Fab r ic,   f o r   th e  s e cu r e  is s u an ce   an d   v er if icatio n   o f   d i g ital  ac ad em ic  ce r tific ates.  T h is   s y s tem   en h an ce s   tr an s p ar en cy ,   s ec u r ity ,   an d   r eliab ilit y   b y   elim in atin g   th e  n ee d   f o r   in te r m ed iar ies  an d   e n s u r in g   tam p er - p r o o f   r ec o r d s   th r o u g h   a   s tr u ctu r ed   p r o ce s s   in v o lv in g   cr y p to g r ap h ic   s tep s .   T h e   p ap er   o u tlin es  th e  ar c h itectu r e  an d   p r o ce s s es  f o r   m an ag in g   ac ad em i c   ce r tific ates,  in clu d in g   is s u an c e  an d   v er i f icatio n   p h ases ,   an d   s u g g ests   f u tu r e  im p r o v em e n ts   f o r   b etter   id en tity   m an ag em en t  an d   co n s en s u s   m ec h an is m s .   Al  Hem air y   et  a l .  [ 2 0 ]   d is cu s s ed   th e  ap p licatio n   o f   b lo ck c h ain   tech n o lo g y   in   ed u ca tio n ,   p ar t icu lar ly   f o r   th e  d e v elo p m en t  an d   v er if icatio n   o f   d ig ital  ac ad em ic  cr ed en tials .     I t  h ig h lig h ted   v a r io u s   p r o jects  an d   in itiativ es,  s u ch   as  C er b er u s ,   B lo ck ce r ts ,   Op en C er ts ,   a n d   E d u C T X,   wh ich   u tili ze   b lo ck ch ain   f o r   s ec u r e  c r ed en tial  m an ag e m en t.  T h e  p r o p o s ed   f r am ewo r k s   aim   t o   en h an ce   s ec u r ity   a n d   p r iv ac y   to   is s u e  an d   v er if y   d ig ital  ac ad em ic  cr ed en tials   u s in g   th e  E C DS A  alg o r ith m .   T h e  r esear ch   em p h asizes  th e  p o te n tial  o f   b lo ck ch ain   to   im p r o v e  th e   in teg r ity   an d   ef f icien c y   o f   ac a d em ic  cr ed e n tialin g   p r o ce s s es,  s u p p o r ted   b y   v ar io u s   s tu d ies  an d   g lo b al  ad o p tio n   ex am p les.  Gh o r ab   et  a l .  [ 2 1 ]   in tr o d u ce s   PalC er t,  a  b lo ck ch ain - b ased   s y s tem   d esig n ed   to   v er if y   an d   attest  a ca d em ic  ce r tific ates  in   Palest in e,   wh ich   aim s   to   im p r o v e   th e  cu r r en t  m an u al   p r o ce s s es  o v er s ee n   b y   th e  Min is tr y   o f   Hig h e r   E d u ca tio n   ( M OHE ) .   So lid ity   was  u s ed   to   wr ite  s m ar t  co n tr ac ts ,   wh ile  th e  p r o p o s ed   f r am ew o r k   was  ev alu ated   u s in g   th e  E th er eu m   R o p s ten   n etwo r k .   T h e  p r o ject  aim s   to   c r ea te  an   ec o s y s tem   b ased   o n   a n   o p en   a n d   p e r m is s io n less   b lo ck ch ain   f o r   is s u in g   ce r tific ates.  T h e  p ap e r   s u g g ests   f u tu r e  im p r o v em en ts   f o r   th e  p r o p o s ed   ap p r o ac h   an d   b e   f u r th er   e n h an ce d   to   p r o v id e  m o r e  p r iv ac y   ass u r an ce s .   Fo r tu n e  et  a l .  [ 2 2 ]   f o c u s   o n   th e  p r o b lem s   with   ac ad em i c  tr an s cr ip t  is s u in g   an d   a u th en ticatio n   in   Nig er i a  b y   u tili zin g   b lo c k ch ain ' s   d ec en tr alize d   n atu r e,   t r a n s p ar en cy ,   an d   s ec u r it y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       Desig n   fr a mewo r k  fo r   h ig h er e d u ca tio n   ce r tifi ca tes u s in g   b lo ck ch a in   tec h n o lo g y   ( S a lem  S .   M.  K h a lifa )   1803   f ea tu r es.  T h e   r esear ch   p r o p o s ed   a  b l o ck ch ain - b ased   s y s tem   th at  ad d r ess es  ce n tr ali ze d   v u l n er ab ilit ies,  in ef f icien cies  in   co m m u n icati o n ,   an d   u n v er if iab ilit y .   T h is   s y s tem   p r o v i d es  an   ef f ec tiv e,   r eliab le,   an d   s ca lab le  m eth o d   f o r   ac ad e m ic  cr e d en ti al  au th en ticatio n .   T h e  f o llo win g   T ab le  2   co m p ar es  th e  ac a d em ic  an d   tr ain in g   p latf o r m s   d escr ib ed   in   th e  s o u r ce s   b ased   o n   s p ec if ied   cr iter i a.       T ab le  2 .   C o m p a r is o n   o f   th e  p r o p o s ed   wo r k   with   s o m e  o f   th e   m o s t r elev an t state - of - t h e - ar t  s y s tem s   P l a t f o r m   c r i t e r i a   Ed u C TX   ( T u r k a n o v i ć   e t   a l . )  [ 2 3 ]   C r e d i t   v e r i f i a b l e   sy st e m (C h e n   e t   a l .   C o n c e p t u a l   d e si g n )   [ 2 4 ]   U ZH B C   ( G r e sch   e t   a l .   C o n c e p t u a l   d e s i g n )   [ 2 5 ]   IPFS - B l o c k c h a i n   F r a mew o r k   (S u l t a n a   e t   a l . )   [ 2 6 ]   C e r t i f i c a t e   c h a i n   [ 2 7 ]   Th i s   w o r k   V e r i f i e d   D o c u me n t a t i o n   A c a d e mi c   c r e d i t s   ( EC TX   t o k e n s)   C o u r se  c r e d i t s,  h o m e w o r k ,   a n d   f i n a l   e x a ms   H i g h e r   e d u c a t i o n   d i p l o ma s   A c a d e mi c   c e r t i f i c a t e s   H e a l t h c a r e   t r a i n i n g   c e r t i f i c a t e s  ( e . g . ,   C I TI ,   H I P A A )   A c a d e mi c   c e r t i f i c a t e s   V e r i f i c a t i o n   M e t h o d   mu l t i s i g n a t u r e   a d d r e sses   a n d   s t u d e n t   ID   C o m p a r i n g   d o c u me n t   h a sh e s  w i t h   o n - c h a i n   r e c o r d s;   EC D S A   si g n a t u r e s   A u t o ma t e d   h a s h   mat c h i n g   v i a   smar t   c o n t r a c t   V e r i f y i n g   u n i q u e   c o n t e n t   i d e n t i f i e r s  ( C I D s)   v i a   Et h e r e u m  n e t w o r k   On - c h a i n   q u e r y i n g   o f   f u l l   P D F   f i l e s   o r   met a d a t a   Th r o u g h   w e b si t e   B l o c k c h a i n   A r k   B l o c k c h a i n   P l a t f o r m   H y p e r l e d g e r   F a b r i c   Et h e r e u m  ( R i n k e b y   t e st n e t )   Et h e r e u m   Et h e r e u m  ( p r i v a t e   n e t w o r k )   H y p e r l e d g e r   F a b r i c   C o n se n s u s  P r o t o c o l   D e l e g a t e d   P r o o f - of - S t a k e   ( D P o S )   C o n s o r t i u m  c o n se n s u s (n o   t o k e n   c o n su mp t i o n )   P r o o f - of - W o r k   ( P o W )   Et h e r e u m  n e t w o r k   ( P o W / P o S )   P r o o f - of - W o r k   ( Et h a sh )   Et h e r e u m  n e t w o r k   ( P o W / P o S )   D e c e n t r a l i z e d   O f f - C h a i n   S t o r a g e   N o   ( t r a n s a c t i o n s   st o r e d   o n - c h a i n )   N o   ( l e d g e r   r e p l i c a t e d   a c r o ss  p e e r   n o d e s)   N o   ( h a sh   st o r e d   o n - c h a i n ;   o r i g i n a l   w i t h   st u d e n t )   Y e s ( u ses   I P F S   f o r   e n c r y p t e d   d a t a )   N o   ( a i ms  t o   st o r e   f u l l   c e r t i f i c a t e s  o n - c h a i n )   Y e s ( u ses   I P F S   f o r   e n c r y p t e d   d a t a )   IPFS  S u p p o r t   N o t   men t i o n e d   N o t   m e n t i o n e d   N o t   men t i o n e d   Y e s   N o t   m e n t i o n e d   I P F S   +   La y e r   2  ( C o s t - Ef f e c t i v e )   M u l t i - N o d e   Ev a l u a t i o n   Y e s (H EI s  a c t   a s g l o b a l l y   d i s t r i b u t e d   n o d e s)   Y e s ( e v a l u a t e d   t h r o u g h   p e e r   a n d   o r d e r e r   n o d e s)   Y e s  ( r e p l i c a t e d   a c r o ss   a   c h a i n   o f   n o d e s)   Y e s  ( t h r o u g h p u t / l a t e n c y   mea s u r e d   a c r o ss   t r a n s a c t i o n s)   Y e s ( e v a l u a t e d   u si n g   1   a n d   2   n o d e   c o n f i g u r a t i o n s)   Y e s  ( t h r o u g h p u t / l a t e n c y   mea s u r e d   a c r o ss   t r a n s a c t i o n s)   P e r f o r ma n ce  Ev a l u a t i o n   D e scri b e d   a s  h a v i n g   " f a st   t r a n s a c t i o n s"   D e t a i l e d   c o m p u t a t i o n   a n d   c o mm u n i c a t i o n   c o st   a n a l y si s   P r e l i m i n a r y   e v a l u a t i o n   a g a i n st   st a k e h o l d e r   r e q u i r e m e n t s   D e t a i l e d   t h r o u g h p u t   a n d   l a t e n c y   a n a l y si s  v i a   H y p e r l e d g e r   C a l i p e r   Li n e a r   sca l a b i l i t y   a n d   sp e e d   t e s t i n g   f o r   P D F   u p l o a d s   D e t a i l e d   t h r o u g h p u t   a n d   l a t e n c y   a n a l y si s   v i a   H y p e r l e d g e r   C a l i p e r   O p e n   S o u r c e   Y e s ( b a s e d   o n   o p e n - s o u r c e   A r k   t e c h n o l o g y )   Y e s ( H y p e r l e d g e r   F a b r i c   i s  o p e n   so u r c e )   N o t   s p e c i f i e d   N o t   s p e c i f i e d   Y e s (s o f t w a r e   i s  p u b l i c l y   a v a i l a b l e )   Y e s (s o f t w a r e   i s  p u b l i c l y   a v a i l a b l e )       3.   M E T H O D   Desig n in g   a  b lo ck ch ain - b ased   f r am ewo r k   f o r   h ig h er   ed u c atio n   ce r tific ates  in v o lv es  a  s y s tem atic  ap p r o ac h ,   en co m p ass in g   s ev er al  d is tin ct  p h ases :  in clu d in g   th e  ty p ical  f r am ewo r k   ar ch itectu r e,   th e   f u n ctio n in g   o f   th e  d etec tio n   alg o r ith m ,   th e  im p lem en tatio n   p r o ce s s ,   an d   th e  m et h o d s   u s ed   to   ass ess   th e   s y s tem ’ s   p er f o r m a n ce .   T h e  p r o p o s ed   m eth o d o lo g y   ad o p ts   a   DSR   ap p r o ac h ,   f o cu s in g   o n   th e  d ev elo p m en t o f   a   m u lti - tier   b lo ck c h ain   ar c h itectu r e.       3 . 1 .     Requirem ent   a na ly s is   a nd   des ig n  s t a k eho lder  identi f ica t io n   3 . 1 . 1 .   I dentif y   t he  pla y er s   ( a ct o rs)   A  cr itical  f ir s t  s tep   is   to   id e n tify   th e   k ey   p ar ticip a n ts ,   o r   ac t o r s ,   with in   th is   b lo ck ch ai n - b a s ed   s y s tem   f o r   ce r tific ate  is s u an ce   an d   m an ag em en t.   T h ese  ac to r s   m ay   o r ig in ate   f r o m   with in   th e  c o n f in es  o f   th e  s y s tem   o r   m ay   e x is t e x ter n ally ,   e n g ag in g   in   v a r io u s   in ter ac tio n s   eith er   with   th e  s y s tem   its elf   o r   with   ea ch   o t h er .   I n   th e  co n tex t o f   o u r   b lo c k ch a in   f r am ewo r k   f o r   ce r tific ates,  t h e  id en tifie d   ac t o r s   in clu d e ,    −   Ass u r e  ( C o lleg es/u n iv er s ity )   will is s u e  ce r tific ates.   −   Ho ld er   ( Stu d en ts )   will r ec eiv e   th em .   −   Ver if ier   ( E m p lo y er )   will c h ec k   th eir   v alid ity .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N:  2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,   Vo l.  15 ,   No .   4 ,  Dec em b er   20 26 :  1 8 0 0 - 1 8 1 5   1804   3 . 1 . 2 .  I dentif y   t he  f un ct io na l a nd   ro les   I n   th is   s tep ,   th e   g o al   is   to   d ef i n in g   t h e  f u n ctio n al  an d   n o n f u n ctio n al  r e q u ir em e n ts   an d   o p e r atio n s   f o r   th e  s y s tem   as th e  f o llo win g .  T ab le  3   s u m m ar izes th e  r e q u ir e m en ts   g ath er ed   f r o m   i n ter v ie ws with   Aca d em y   o f   Gr ad u ate  Stu d ies  an d   L ib y a n   u n iv er s ities   wh ich   in clu d es  th e  s ec tio n s :  T h e  Stu d en t  Ad m in is tr atio n   Of f ice,   r esp o n s ib le  f o r   v er if icatio n   p r o ce s s es  ( E m p lo y er ) ;  an d   th e  Data   Priv ac y   Pr o tectio n   Dep a r tm en t,  co n s u lted   to   en s u r e  co m p lian ce   with   leg al   r eg u latio n s .   Fo r   I T - r elate d   m atter s ,   in p u t   was  o b tain e d   f r o m   I n f o r m atic   o f   s tak eh o ld er s ,   th e  d ep ar tm e n t  th at  p r o v id es  I T   in f r astru ct u r e,   s o f twar e,   an d   s er v ices  f o r   s tu d en ts   an d   s taf f .   R eq u ir em e n ts   R E Q1   to   R E Q 4   p er tain   to   th e  is s u er ’ s   co n d itio n s - th at  is ,   th e  d em an d s   Ac ad em y   o f   Gr ad u ate   Stu d ies  an d   L ib y an   u n iv er s ities   o n   th e  s y s tem .   R E Q5   to   R E Q6   co n ce r n s   th e  d eliv er y   o f   ce r tific ates  in   d ig ital  f o r m at  to   s tu d en ts .   Fin ally ,   R E Q7   an d   R E Q1 1   p r esen t  r e q u ir em en ts   f o r   co m p an ies  s ee k in g   ( Ver i f ier )   to   v er if y   ce r tific ates.       T ab le  3 .   R u les d efin ed   in   ac ce s s   co n tr o l   I ssu e r   ( A c a d e my   o f   G r a d u a t e   S t u d i e s   a n d   L i b y a n   U n i v e r si t i e s )   R EQ 1   A u t h e n t i c a t i o n   a n d   a u t h o r i z a t i o n :   i.   O n l y   a u t h o r i z e d   u n i v e r si t y   st a f f   ( r e g i s t r a r ,   e x a m  o f f i c e r )   c a n   s i g n   a   c e r t i f i c a t e .   ii.     M u l t i - si g n a t u r e   o r   r o l e - b a se d   a c c e ss  c o n t r o l   ( R B A C )   o n   t h e   i ss u i n g   smar t   c o n t r a c t .   i i i .   A b i l i t y   t o   r e v o k e   a   c e r t i f i c a t e   ( a c a d e mi c   m i sc o n d u c t ,   d e g r e e   a n n u l m e n t ) .   i v .   M a i n t a i n   a   p u b l i c l y   v e r i f i a b l e   r e v o c a t i o n   l i s t   o r   st a t u s fi e l d   o n - c h a i n .   R EQ 2   C e r t i f i c a t e   c r e a t i o n :   i.   D e f i n e   c e r t i f i c a t e   sc h e m a   ( s t u d e n t   n a me,   d e g r e e ,   g r a d e s ,   i ss u a n c e   d a t e ,   u n i q u e   I D ,   h a sh   o f   o r i g i n a l   d o c u me n t ) .   ii.   G e n e r a t e   a   c r y p t o g r a p h i c   h a s h   o f   t h e   c e r t i f i c a t e   m e t a d a t a .   W r i t e   c e r t i f i c a t e   h a s h   +   me t a d a t a   U R I   t o   b l o c k c h a i n   ( o r   si d e c h a i n / L 2 ) .   i i i .   W r i t e   c e r t i f i c a t e   h a sh   +   m e t a d a t a   U R I   t o   b l o c k c h a i n   ( o r   s i d e c h a i n / L 2 ) .   i v .   A t t a c h   u n i v e r s i t y ’ s  d i g i t a l   s i g n a t u r e   ( p r i v a t e   k e y ) .   R EQ 3   D a t a   p r i v a c y   &  c o mp l i a n c e   i.   S t o r e   o n l y   mi n i ma l   d a t a   o n - c h a i n   ( h a sh ,   st a t u s,  t i me st a mp s) ;   st o r e   f u l l   c e r t i f i c a t e   o f f - c h a i n   ( I P F S ,   c l o u d )   w i t h   e n c r y p t i o n .   ii.   C o m p l y   w i t h   G D P R / F E R P A   –   a l l o w   st u d e n t   d a t a   d e l e t i o n   r e q u e st s w h e r e   p o ssi b l e .   R EQ 4   A u d i t   t r a i l   Lo g   e v e r y   i ssu a n c e ,   u p d a t e ,   a n d   r e v o c a t i o n   e v e n t   w i t h   t i mes t a m p   a n d   s i g n e r   i d e n t i t y .   H o l d e r   ( S t u d e n t )   R EQ 5   W a l l e t   &  k e y   m a n a g e me n t   i.   P r i mary   r o l e :   W a l l e t   &   k e y   ma n a g e m e n t   b y   n o n - c u s t o d i a l   w a l l e t   ( m o b i l e   o r   w e b )   t o   st o r e   p r i v a t e   k e y s.   ii.   A b i l i t y   t o   B a c k u p   & re c o v e r y   m e c h a n i sm   R EQ 6   C e r t i f i c a t e   r e c e p t i o n   i.   R e c e i v e   n o t i f i c a t i o n   w h e n   c e r t i f i c a t e   i s i ss u e d .   ii.   V e r i f y   i ss u e r ’ s si g n a t u r e   a n d   c e r t i f i c a t e   i n t e g r i t y   o n - c h a i n .   i i i .   R e q u e st   c e r t i f i c a t e   d e l e t i o n   i f   a l l o w e d   b y   l a w .   V e r i f i e r   ( E mp l o y e r )   R EQ 7   V e r i f i c a t i o n   i n t e r f a c e   i.   En t e r   c e r t i f i c a t e   I D ,   sca n   Q R   c o d e ,   o r   r e c e i v e   a   s h a r e a b l e   l i n k   f r o m  st u d e n t .   ii.   A u t o ma t i c a l l y   c h e c k   I ssu e r ’ s p u b l i c   k e y .   i i i .   A u t o ma t i c a l l y   c h e c k   C e r t i f i c a t e   h a s h   mat c h e s  o n - c h a i n   r e c o r d   R EQ 8   B a t c h   v e r i f i c a t i o n   i.   U p l o a d   m u l t i p l e   c e r t i f i c a t e   I D s o r   h a s h e s f o r   b u l k   v e r i f i c a t i o n .   R EQ 9   Ta mp e r   d e t e c t i o n   i.   D i sp l a y   c l e a r   r e s u l t :   Va l i d ,   Re v o k e d ,   Mi sm a t c h ,   o r   I ssu e r Un k n o w n .   ii.   S h o w   o r i g i n a l   met a d a t a   ( d e g r e e   n a me ,   g r a d u a t i o n   d a t e )   f r o m   o f f - c h a i n   st o r a g e .   R EQ 1 0   Tr u st   ma n a g e m e n t   i.   M a i n t a i n   a   t r u s t e d   i ssu e r   r e g i s t r y   ( w h i t e l i st   o f   u n i v e r s i t y   D I D s/ p u b l i c   k e y s) .   ii.   A l l o w   c u st o m  t r u s t   p o l i c i e s.   R EQ 1 1   A u d i t   l o g   Lo g   e a c h   v e r i f i c a t i o n   r e q u e s t   ( t i mes t a mp ,   v e r i f i e r   I P   o r   D I D ,   c e r t i f i c a t e   I D )   f o r   e m p l o y e r   c o mp l i a n c e .       3 . 1 . 3 .   I dentif y   t he  m a t hem a t ica l v a ria bles   a nd   s y s t em   pa ra m et er s   in   o r d e r   to   e x p lain   t h e  en r o llm en t  an d   ce r tific ate  is s u in g   p r o ce d u r es,  th e  f o llo win g   v ar iab les  an d   s y s tem   p ar am eter s   ar e  d ef in e d   as sh o wn   in   T ab le   4 .     3 . 2 .     P r o po s ed  f ra m ewo r k   f o r  hig her  educa t io n’s c er t if ica t es   T h e  f r am ew o r k   c o n s is ts   o f   f o u r   d is tin ct  h o r i zo n tal  lay e r s ,   e ac h   p lay in g   a  cr u cial  r o le   in   th e  is s u an ce ,   s to r ag e,   an d   v e r if icatio n   o f   ac ad em ic  cr ed e n tials   wh ich   ar e:   Ap p licatio n   an d   u s er   in ter f ac e   lay er ,   i d en tity   a n d   s y s tem   m an ag em en t  lay er ,   tr u s t  en g in e  lay er   a n d   v e r if icatio n   lay er   as  s h o wn   i n   Fig u r e   1 ,   Her e  is   an   o v er v iew  o f   ea ch   lay e r   an d   th e  s tag es with in   th em .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       Desig n   fr a mewo r k  fo r   h ig h er e d u ca tio n   ce r tifi ca tes u s in g   b lo ck ch a in   tec h n o lo g y   ( S a lem  S .   M.  K h a lifa )   1805   T ab le  4 .   No tatio n s   a n d   th eir   d escr ip tio n s   S y mb o l   D e scri p t i o n   U   Th e   u n i v e r sal   se t   o f   a l l   p o t e n t i a l   u s e r s wit h i n   t h e   s y st e m.   T h i s  i n c l u d e s   i n d i v i d u a l s   w h o   m a y   a c t   a s  a d m i n i st r a t o r s,  i ssu i n g   i n st i t u t i o n s ,   c e r t i f i c a t e   h o l d e r s (st u d e n t s) ,   o r   v e r i f i e r s.   A   Th e   su b s e t   o f   U   r e p r e s e n t i n g   a u t h o r i z e d   s y s t e m   a d mi n i s t r a t o r s.   A n   a d mi n i s t r a t o r   a  ∈   A   p o ss e sses  e l e v a t e d   p r i v i l e g e s   f o r   m a n a g i n g   u s e r   r o l e s   a n d   s y st e m c o n f i g u r a t i o n s.   I   Th e   su b s e t   o f   U   r e p r e s e n t i n g   a u t h o r i z e d   i ss u i n g   i n st i t u t i o n s .   A n   i n s t i t u t i o n   i  ∈   I   i s  a u t h o r i z e d   t o   i ss u e   a c a d e m i c   c e r t i f i c a t e s .   H   Th e   su b s e t   o f   U   r e p r e s e n t i n g   c e r t i f i c a t e   h o l d e r s.   A   h o l d e r   ( st u d e n t )   h  ∈   H   i s   t h e   r e c i p i e n t   o f   a n   a c a d e mi c   c e r t i f i c a t e .   V   Th e   su b s e t   o f   U   r e p r e s e n t i n g   v e r i f i e r s   ( e mp l o y e r s,  o t h e r   e d u c a t i o n a l   i n st i t u t i o n s) .   A   v e r i f i e r   v  ∈   V   i s  a u t h o r i z e d   t o   v e r i f y   t h e   a u t h e n t i c i t y   a n d   v a l i d i t y   o f   a c a d e mi c   c e r t i f i c a t e s .   D I D _ u   Th e   D I D   a sso c i a t e d   w i t h   a   s p e c i f i c   u s e r   u  ∈   U .   D I D s a r e   g l o b a l l y   u n i q u e ,   r e so l v a b l e ,   a n d   c r y p t o g r a p h i c a l l y   v e r i f i a b l e   i d e n t i f i e r s t h a t   p r o v i d e   s e l f - s o v e r e i g n   c o n t r o l   o v e r   i d e n t i t y .   D I D _ i   Th e   D I D   sp e c i f i c a l l y   a ss o c i a t e d   w i t h   a n   i ss u i n g   i n st i t u t i o n   i  ∈   I .   D I D _ h   Th e   D I D   sp e c i f i c a l l y   a ss o c i a t e d   w i t h   a   c e r t i f i c a t e   h o l d e r   h  ∈   H .   C   Th e   se t   o f   a l l   a c a d e mi c   c e r t i f i c a t e s m a n a g e d   b y   t h e   s y st e m.   c :   A   sp e c i f i c   a c a d e mi c   c e r t i f i c a t e ,   w h e r e   c  ∈   C .   D _ c   Th e   d i g i t a l   d a t a   c o n t e n t   o f   c e r t i f i c a t e   c .   T h i s t y p i c a l l y   i n c l u d e s a l l   a c a d e m i c   d e t a i l s ,   p e r s o n a l   i n f o r ma t i o n   o f   t h e   h o l d e r ,   a n d   o t h e r   r e l e v a n t   m e t a d a t a .   h _ c   Th e   c r y p t o g r a p h i c   h a s h   o f   t h e   c e r t i f i c a t e   d a t a   D _ c .   S _ B C   Th e   c u r r e n t   s t a t e   o f   t h e   b l o c k c h a i n   l e d g e r .   T h i s l e d g e r   st o r e s   i mm u t a b l e   r e c o r d s  o f   c e r t i f i c a t e   i ss u a n c e   a n d   r e v o c a t i o n .   En t r y ( h _ c )   A   d a t a   st r u c t u r e   r e p r e se n t i n g   a n   e n t r y   i n   t h e   b l o c k c h a i n   l e d g e r   c o r r e s p o n d i n g   t o   a   c e r t i f i c a t e   h a s h   h _ c .  A n   e n t r y   i s  d e f i n e d   a s  a   t u p l e   ( h _ c ,   D I D _ i ,   D I D _ h ,   T ,   R ,   R _ r e a s o n ) ,   w h e r e :   T   Th e   t i mes t a m p   i n d i c a t i n g   t h e   e x a c t   m o me n t   t h e   c e r t i f i c a t e   w a s  i ssu e d   o n   t h e   b l o c k c h a i n .   R   A   b o o l e a n   f l a g   i n d i c a t i n g   t h e   r e v o c a t i o n   st a t u s  o f   t h e   c e r t i f i c a t e   ( t r u e   i f   r e v o k e d ,   f a l se   i f   n o t ) .   R _ r e a s o n   A n   o p t i o n a l   st r i n g   p r o v i d i n g   t h e   r e a so n   f o r   r e v o c a t i o n ,   i f   R   i s  t r u e .   P K _ u   Th e   p u b l i c   k e y   a ss o c i a t e d   w i t h   a   u ser   u .   U s e d   f o r   v e r i f y i n g   d i g i t a l   s i g n a t u r e s.   S K _ u   Th e   se c r e t   ( p r i v a t e )   k e y   a ss o c i a t e d   w i t h   a   u ser  u .   U se d   f o r   c r e a t i n g   d i g i t a l   s i g n a t u r e s.   S i g   ( m ,   S K _ u )   A   f u n c t i o n   t h a t   g e n e r a t e s  a   d i g i t a l   s i g n a t u r e   f o r   a   m e ssa g e   m  u si n g   t h e   se c r e t   k e y   S K _ u   o f   u s e r   u .   T h i s  e n s u r e s  a u t h e n t i c i t y   a n d   n o n - r e p u d i a t i o n .   V e r i f y S i g   ( m ,   S i g ,   P K _ u )   A   f u n c t i o n   t h a t   v e r i f i e s  a   d i g i t a l   si g n a t u r e   S i g   f o r   a   messa g e   m  u s i n g   t h e   p u b l i c   k e y   P K _ u   o f   u s e r   u .   I t   r e t u r n s  t r u e   i f   t h e   s i g n a t u r e   i s  v a l i d ,   f a l se  o t h e r w i se.   A u t h _ D B   A   sec u r e   d a t a b a s e   ( w h i c h   c a n   b e   c e n t r a l i z e d   o r   d e c e n t r a l i z e d )   u s e d   t o   s t o r e   u ser  a u t h e n t i c a t i o n   c r e d e n t i a l s ,   r o l e s ,   a n d   o t h e r   a d mi n i s t r a t i v e   d a t a .   Th i s  i s  d i s t i n c t   f r o m   t h e   b l o c k c h a i n   l e d g e r .   R o l e ( u )   A   f u n c t i o n   t h a t   r e t u r n s t h e   a ss i g n e d   r o l e   o f   a   u s e r   u   w i t h i n   t h e   s y st e m (' A d m i n ',   'I ssu e r ',  'H o l d e r ',   'V e r i f i e r ') .   R e g _ I   A   r e g i st r y   ( a   s mar t   c o n t r a c t   o r   a   se c u r e   d a t a b a se)  t h a t   ma i n t a i n s   a   l i st   o f   a l l   a u t h o r i z e d   i s su i n g   i n s t i t u t i o n s i   ∈   I   a n d   t h e i r   c o r r e s p o n d i n g   D I D _ i .   R e g _ A   A   r e g i st r y   ( a   s mart   c o n t r a c t   o r   a   se c u r e   d a t a b a se)  t h a t   ma i n t a i n s   a   l i st   o f   a l l   a u t h o r i z e d   a d m i n i st r a t o r s a   ∈   A   a n d   t h e i r   c o r r e sp o n d i n g   D I D _ a .       3 . 2 . 1 .   Appl ica t io n  a nd   us er   i nte rf a ce   la y er   T h is   is   th e  o u ter m o s t  lay er ,   d ir ec tly   in ter ac tin g   with   th e  th r ee   p r im ar y   s tak eh o l d er s   in ter ac t:  u n iv er s ities   ( is s u er s ) ,   s tu d en ts   ( h o ld er s ) ,   a n d   em p lo y er s /v er i f ier s .   I ts   p r im ar y   f u n ctio n   is   to   p r o v i d e  in tu itiv e   an d   ac ce s s ib le  in ter f ac es f o r   v ar io u s   cr ed en tial - r elate d   o p e r a tio n s   v ia  web   an d   m o b ile  a p p l icatio n s .   −   C r ed en tial  is s u an ce   p o r tal  ( W eb   Ap p ) :  T h is   web   ap p licatio n   is   u s ed   b y   u n i v er s ities   to   cr ea te  an d   is s u e   d ig ital  ce r tific ate s .   I t  s er v es  as  th e  p r im a r y   i n ter f ac e  f o r   u n iv er s ity   ad m in is tr ato r s   to   i n p u t  ce r tific ate   d ata  ( s tu d en t   n am e,   co u r s e,   g r ad es,  d eg r ee   awa r d e d )   in   f o r m ats  J SON  o r   PDF.  T h is   p o r t al  in itiates   th e  p r o ce s s   o f   g e n er atin g   a   v er if ia b le  cr ed en tial.   −   Dig ital  wallet  ( Mo b ile  Ap p ) :  Desig n ed   f o r   s tu d en ts ,   t h is   m o b ile  ap p licatio n   ac ts   as  a  s ec u r e  r e p o s ito r y   f o r   th eir   v er if ia b le  cr ed en tial s .   Stu d en ts ,   as  h o ld er s ,   r ec eiv e  an d   s to r e  th eir   d ig ital  ce r t if icate s   in   th i s   wallet.   I t  f ac ilit ates  in ter ac tio n   with   th e  s y s tem   a n d   API   ca l ls ,   allo win g   s tu d en ts   to   m an a g e  an d   p r esen t   th eir   cr ed en tials   as n ee d ed .   −   C r ed en tial  v er if icatio n   p o r tal  ( W eb   Ap p ) :  T h is   web   ap p l icatio n   is   u tili ze d   b y   em p lo y er s   o r   o th e r   v er if ier s   to   co n f ir m   th e  au t h en ticity   an d   v alid ity   o f   ac ad em ic  cr ed en tials   p r esen ted   b y   s tu d en ts .   Ver if ier s   ca n   s u b m it  a  cr ed en tial  th r o u g h   th is   p o r tal  to   in itiate  th e  v er if icatio n   p r o ce s s ,   r ec eiv in g   a   cr y p to g r ap h ically   v alid   o r   in v alid   r esu lt.     3 . 2 . 2 .   Appl ica t io n  a nd   us er   i nte rf a ce   la y er   T h is   is   th e  o u ter m o s t  lay er ,   d ir ec tly   in ter ac tin g   with   th e  th r ee   p r im ar y   s tak eh o l d er s   in ter ac t:  u n iv er s ities   ( is s u er s ) ,   s tu d en ts   ( h o ld er s ) ,   a n d   em p lo y er s /v er i f ier s .   I ts   p r im ar y   f u n ctio n   is   to   p r o v i d e  in tu itiv e   an d   ac ce s s ib le  in ter f ac es f o r   v ar io u s   cr ed en tial - r elate d   o p e r a tio n s   v ia  web   an d   m o b i le  a p p l icatio n s .   −   C r ed en tial  is s u an ce   p o r tal  ( W eb   Ap p ) :  T h is   web   ap p licatio n   is   u s ed   b y   u n i v er s ities   to   cr ea te  an d   is s u e   d ig ital  ce r tific ates.  I t  s er v es  as  th e  p r im a r y   i n ter f ac e  f o r   u n iv er s ity   ad m in is tr ato r s   to   i n p u t  ce r tific ate   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N:  2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,   Vo l.  15 ,   No .   4 ,  Dec em b er   20 26 :  1 8 0 0 - 1 8 1 5   1806   d ata  ( s tu d en t   n am e,   co u r s e,   g r ad es,  d eg r ee   awa r d e d )   in   f o r m ats  J SON  o r   PDF.  T h is   p o r t al  in itiates   th e  p r o ce s s   o f   g e n er atin g   a   v er if ia b le  cr ed en tial.   −   Dig ital  wallet  ( Mo b ile  Ap p ) :  Desig n ed   f o r   s tu d en ts ,   t h is   m o b ile  ap p licatio n   ac ts   as  a  s ec u r e  r e p o s ito r y   f o r   th eir   v er if ia b le  cr ed en tial s .   Stu d en ts ,   as  h o ld er s ,   r ec eiv e  an d   s to r e  th eir   d ig ital  ce r t if icate s   in   th i s   wallet.   I t  f ac ilit ates  in ter ac tio n   with   th e  s y s tem   a n d   API   ca l ls ,   allo win g   s tu d en ts   to   m an a g e  an d   p r esen t   th eir   cr ed en tials   as n ee d ed .   −   C r ed en tial  v er if icatio n   p o r tal  ( W eb   Ap p ) :  T h is   web   ap p l icatio n   is   u tili ze d   b y   em p lo y er s   o r   o th e r   v er if ier s   to   co n f ir m   th e  au t h en ticity   an d   v alid ity   o f   ac ad em ic  cr ed en tials   p r esen ted   b y   s tu d en ts .   Ver if ier s   ca n   s u b m it  a  cr ed en tial  th r o u g h   th is   p o r tal  to   in itiate  th e  v er if icatio n   p r o ce s s ,   r ec eiv in g   a   cr y p to g r ap h ically   v alid   o r   in v alid   r esu lt.           Fig u r e   1 .   L a y er ed   b lo ck c h ain   f r am ewo r k   ar ch itectu r e  f o r   h i g h er   ed u ca tio n   ce r tific ates       3 . 2 . 3 .   I dentit y   a nd   s y s t em   ma na g em ent   la y er   T h is   lay er   ac ts   as  an   in te r m ed iar y   "Or ch estra to r ”   b etwe en   t h e  u s er - f ac i n g   a p p licatio n s   an d   th e  c o r e   b lo ck ch ain   in f r astru ct u r e.   I t  h an d les  id en tity   m an a g em en t ,   API   in ter ac tio n s ,   an d   au th e n ticatio n ,   en s u r i n g   s ec u r e  an d   c o n tr o lled   ac c ess   to   th e  s y s tem .   −   DI D  m an ag em e n t  s y s tem :  T h is   s y s tem   is   r esp o n s ib le  f o r   m an ag in g   DI Ds,   wh ich   ar e  a  n ew  ty p e   o f   id en tifie r   th at  is   g lo b ally   u n i q u e,   r eso lv ab le,   a n d   cr y p to g r ap h ically   v er if iab le.   W 3 C   DI Ds  ar e  u s ed   to   r ep r esen t  th e  i d en titi es  o f   is s u er s   ( u n iv er s ities )   an d   h o ld er s   ( s tu d en ts )   in   a  d ec en tr al ized   m an n e r .     T h is   s y s tem   f ac ilit ate s   th e  c r ea tio n ,   u p d atin g ,   an d   r eso lu tio n   o f   DI Ds,  o f ten   an ch o r i n g   DI D/Hash   in f o r m atio n   to   th e  b lo ck c h ain   ( B C )   f o r   im m u tab ilit y .   −   API   g atew ay   ( R E ST/Gr ap h Q L ) :  T h e   API   Gate way   s er v es  as  th e  s in g le - en t r y   p o in t   f o r   a ll  in ter ac tio n s   an d   API   ca lls   f r o m   t h e  Ap p licatio n   &   User   I n ter f ac e   L ay e r   to   th e   u n d er ly in g   s er v ices.  I t  s u p p o r ts   b o th   R E ST  an d   Gr ap h QL   p r o to co ls ,   en ab lin g   f lex ib le  an d   ef f icie n t  d ata  ex ch a n g e.   C r ed e n tials ,   o f ten   in   J W T   f o r m at,   ar e   p ass ed   th r o u g h   th i s   g atew ay .   −   Au th en ticatio n   m o d u le  ( OI DC /SAML ) :  T h is   m o d u l e  h an d les  u s er   au th en ticatio n   an d   au th o r izatio n .     I t  s u p p o r ts   s tan d ar d   p r o to c o ls   lik e  Op en I D  C o n n ec t   ( OI D C )   an d   s ec u r ity   ass er tio n   m a r k u p   lan g u a g e   ( SAML )   to   s ec u r ely   v er if y   th e  id en tity   o f   u s er s   ( u n iv er s itie s ,   s tu d en ts ,   v er if ier s )   ac ce s s in g   th e  s y s tem .   T h i s   en s u r es  th at  o n ly   au th o r ized   en titi es  ca n   p er f o r m   s p e cif ic  ac tio n s ,   s u ch   as  is s u in g   ce r tific ates  o r   in itiatin g   v er if icatio n   r eq u ests .     3 . 2 . 4 .   T rus t   eng ine la y er   ( b lo ck cha in  a nd   s m a rt   co ntr a ct s )   T h is   is   th e  co r e  o f   th e  b lo ck ch ain   s y s tem ,   wh er e  th e   im m u tab ilit y ,   tr an s p ar en c y ,   an d   tr u s t  m ec h an is m s   ar e   en f o r ce d .   I t  c o m p r is es  o f f - c h ain   s to r a g e,   a  h ash in g   m o d u le,   a n d   t h e  b lo c k ch ain   n etwo r k   wit h   its   s m ar t c o n tr ac ts .   −   Of f - ch ain   s to r ag e :  W h ile  th e  b lo ck ch a in   s to r es  im m u tab le  p r o o f s ,   th e  ac tu al,   f u ll  ce r tific ate  ar tifa cts  ar e   s to r ed   o f f - ch ain .   T h is   ap p r o ac h   is   cr u cial  f o r   m an ag i n g   d ata  p r iv ac y   a n d   h a n d lin g   lar g er   d a ta  v o lu m es.   −   Hash in g   m o d u le  ( SHA - 2 5 6 ) :   T h is   m o d u le  tak es  th e  ce r t if icate   d ata  ( f r o m   o f f - c h ain   s to r ag e)   an d   g en er ates  a  u n iq u e  cr y p to g r a p h ic  h ash   u s in g   alg o r ith m s   l ik e  SHA - 2 5 6 .   T h is   h ash   ac t s   as  a  d ig ital   f in g er p r in t  o f   th e  ce r tific ate.   An y   alter atio n   to   th e  ce r tific at e  d ata,   ev en   a  s in g le  ch ar ac te r ,   wo u ld   r esu lt   in   a  co m p letely   d if f er e n t h ash ,   th u s   en s u r in g   d ata  in teg r ity   a n d   tam p er - p r o o f in g .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       Desig n   fr a mewo r k  fo r   h ig h er e d u ca tio n   ce r tifi ca tes u s in g   b lo ck ch a in   tec h n o lo g y   ( S a lem  S .   M.  K h a lifa )   1807   −   B lo ck ch ain   n etwo r k   ( H y p er le d g er   Fab r ic/Per m is s io n ed ) :  T h is   is   th e  d is tr ib u ted   le d g er   te ch n o lo g y   th at   u n d er p in s   th e  en tire   s y s tem .   T h e  b lo ck c h ain   n etwo r k   m ain tain s   a  L ed g er   th at  r ec o r d s   k e y   in f o r m atio n   f o r   ea ch   c er tific ate,   in clu d i n g :   •   C er tific ate  Hash   ( An ch o r ) :  T h e  u n iq u e   h ash   o f   th e  ce r tific at e,   s er v in g   as  an   im m u tab le  a n ch o r   o n   th e  b lo ck c h ain .   •   I s s u er   DI D:  T h e  DI D   o f   t h e  is s u in g   u n iv e r s ity .   •   R ev o ca tio n   Statu s : A   f lag   in d i ca tin g   wh eth er   th e   ce r tific ate  h as b ee n   r e v o k e d .   •   T im estam p : T h e  tim e  o f   ce r tif icate   is s u an ce   o r   last   u p d ate.   −   Sm ar t  c o n tr ac ts   ( C h ain c o d e) :   T h ese  ar e   s elf - ex ec u tin g   c o n tr ac ts   with   th e   ter m s   o f   t h e  ag r ee m en t   d ir ec tly   wr itten   in t o   co d e.   I n   th is   f r am ew o r k ,   s m ar t  co n tr ac ts   ( o f ten   r ef er r ed   t o   as   ch ain co d e   i n   Hy p er led g e r   Fab r ic)   d ef in e  th e  co r e  lo g ic  f o r   c r ed en tial m a n ag em en t:   •   I s s u eCer tific ate  ( ) :  A  f u n ctio n   th at  r ec o r d s   th e  ce r tific ate   h ash ,   is s u er   DI D,   an d   o th er   r elev an t   m etad ata  o n to   t h e  b lo c k ch ain   l ed g er .   •   R ev o k eCer tific ate  ( ) :  A  f u n cti o n   th at  u p d ates  th e  r ev o ca tio n   s tatu s   o f   a  s p ec if ic  ce r tific ate  o n   th e   led g er ,   ef f ec tiv ely   in v alid atin g   it.   •   Ver if y C er tific ate   ( ) :  A  f u n ctio n   th at  allo ws  q u er y i n g   th e  b lo ck ch ain   led g er   to   c h ec k   th e  e x is ten ce   an d   s tatu s   o f   a  ce r tific ate  h ash .     3 . 2 . 5 .   Ver if ica t io n  l a y er   T h is   f in al  lay er   is   d ed icate d   to   th e  p r o ce s s   o f   v er if y i n g   t h e  au th e n ticity   an d   v alid ity   o f   a  d ig ital   ce r tific ate,   p r o v i d in g   a   clea r   o u tco m e  to   th e   v er if ier .   −   Glo b al  r ev o ca tio n   lis t  ( Sm ar t   co n tr ac t  tab le ) :  T h is   co m p o n en t,  o f ten   im p lem e n ted   as  a  s m ar t  co n tr ac t   tab le  o n   th e   b lo ck c h ain ,   m ain t ain s   a  co m p r eh e n s iv e  lis t  o f   a ll  r ev o k ed   ce r tific ates.  W h en   a  ce r tific ate  is   r ev o k e d   v ia  th e  R ev o k eCer ti f icate   ( )   s m ar t  co n tr ac t  f u n ct io n ,   its   s tatu s   i s   u p d ated   h er e.   T h is   lis t  i s   cr u cial  f o r   e n s u r in g   th at  ev en   if   a  ce r tific ate  was o n ce   v alid ,   i ts   cu r r en t statu s   ca n   b e  ac cu r at ely   ch ec k ed .   −   Ver if icatio n   r esu lt  ( C r y p to g r ap h ically   v alid /in v alid ) :  T h is   is   th e  u ltima te   o u tp u t  o f   th e  v er if icatio n   p r o ce s s .   W h en   a n   em p lo y e r   o r   v e r if ier   s u b m its   a  c r ed en ti al,   th e  s y s tem   c h ec k s   its   h as h   ag ain s t  t h e   b lo ck ch ain   led g er   a n d   cr o s s - r ef er en ce s   it  with   th e   Glo b al   R ev o ca tio n   L is t.  B ased   o n   th ese  ch ec k s ,   a   d ef in itiv e  r esu lt  is   p r o v id e d ,   i n d icatin g   wh eth er   th e  cr ed e n t ial  is   cr y p to g r ap h ically   v al id   ( au th en tic  an d   n o t  r ev o k ed )   o r   in v alid   ( tam p er ed   with   o r   r ev o k ed ) .   T h is   r esu lt  p r o v id es  a  h i g h   lev el   o f   tr u s t  an d   ass u r an ce   in   th e  ac ad em ic   cr e d en tial.     3 . 3 .     S m a rt   c o ntr a ct   ( Cha inco de)   d ev elo pm ent   T h is   s ec tio n   d is cu s s e s   f o r m al  m ath em atica l  alg o r ith m s   f o r   two   cr itical  p r o ce s s es  with in   a   b lo ck ch ain - b ased   h ig h er   ed u c atio n   ce r tific ate  f r am ewo r k :  th e  en r o llm en t  o f   a d m in is tr ato r s   an d   u s er s ,   an d   th e  s u b s eq u en t  is s u an ce   o f   ce r tif icate s   v ia  th e  I s s u eCer tific ate  ( )   f u n ctio n .   T h ese  alg o r ith m s   ar e  d esig n e d   t o   p r o v i d e  a  p r ec is e,   s tep - by - s tep   m eth o d o l o g y ,   lev e r ag in g   cr y p to g r a p h ic  p r i n cip les  an d   DI D s   to   en s u r e  s ec u r ity ,   au th en ticity ,   a n d   in te g r ity .     3 . 3 . 1 .   Alg o rit hm   1   f o r  a dm in /us er   enro llm ent   T h e  f ir s t  s tep   o f   th is   alg o r it h m   aim s   to   en s u r e  th e  allo c atio n   o f   a  u n iq u e   an d   c r y p to g r ap h ically   s ec u r e  id en tity   wh et h er   an   ad m in is tr ato r ,   an   is s u in g   in s titu tio n ,   a  s tu d e n t  ( h o ld er ) ,   o r   a  v er if ier .   T h e   in itial  s tep   in v o lv es  cr ea tin g   a  c r y p t o g r ap h ic  k ey   p air :  a  p u b lic  k e y   ( PK{u _ n ew} )   a n d   a  c o r r esp o n d in g   p r iv ate  k ey   ( SK { u _ n ew} )   b y   a  d e d icate d   k ey   m an a g em en t ser v ice.   I n   th e   Seco n d   s tep ,   f o llo win g   k ey   p air   g en e r atio n ,   a   DI D_ u _ n ew  is   c r ea ted   f o r   u _ n ew.     T h e  C r ea teDI D  ( PK_ u _ n ew)   f u n ctio n   tak es  th e   p u b lic  k ey   as  in p u t  an d   c o n s tr u cts  a   DI D.   T h is   DI D   is   a   p er s is ten t,  g lo b ally   u n iq u e  id e n tifie r   th at  is   r eso lv ab le  to   a  DI D  Do cu m en t,   wh ich   co n tai n s   in f o r m atio n   a b o u t   h o w  to   in ter ac t w ith   th e   DI D  s u b ject,   in clu d i n g   th eir   p u b lic  k ey s .   I n   th e  th i r d   s tep ,   t h e  u s er ' s   au th en ticatio n   cr e d en tials   ( A u th _ C r ed s ) ,   s u ch   as  a  u s er n a m e  an d   a   h ash ed   p a s s wo r d ,   ar e  s ec u r el y   s to r ed   in   an   Au th _ DB .   T h i s   d atab ase  is   d i s tin ct  f r o m   th e  b lo ck ch ain   an d   is   ty p ically   a   tr ad itio n al,   s ec u r e  d atab ase   m an ag e d   b y   th e  s y s tem   o p e r ato r .   Au th _ C r ed s   o f f e r   a   m o r e    u s er - f r ien d l y   au th en ticatio n   m ec h an is m   f o r   d a y - to - d ay   i n ter ac t io n s   with   o f f - ch ain   s er v ices,  as  well  a s   s ep ar atio n   o f   Au th _ DB   f r o m   th e  b lo ck ch ain   p r o tects  s en s itiv e  lo g in   in f o r m atio n   f r o m   b ein g   ex p o s ed   o n   a   p u b lic  led g e r . in   s tep   f o u r ,   b ased   o n   th e  R o le_ u _ n ew  s p ec if ied   d u r i n g   en r o llm en t,  t h e  s y s tem   ass ig n s     th e  ap p r o p r iate  r o le  to   u _ n ew  an d   r eg is ter s   th eir   DI D _ u _ n ew  in   th e  r elev a n t  r eg i s tr y .   T h is   in v o lv es   co n d itio n al  lo g ic:   −   I f   R o le_ u _ n ew  =  ' Ad m in ' :  T h e  DI D_ u _ n ew  is   ad d e d   to   R eg _ A  ( Ad m i n is tr ato r   R eg is tr y ) ,   an d   t h e  u s er ' s   r o le  is   s et  to   ' Ad m in '   in   Au th _ DB .   T h is   g r an ts   u _ n ew  ad m in is tr ativ e  p r iv ileg es with in   th e  s y s tem .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N:  2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,   Vo l.  15 ,   No .   4 ,  Dec em b er   20 26 :  1 8 0 0 - 1 8 1 5   1808   −   I f   R o le_ u _ n ew  =   ' I s s u er ':  T h e  DI D_ u _ n ew  is   a d d ed   to   R eg _ I   ( I s s u er   R eg is tr y ) ,   an d   th e   u s er ' s   r o le  is   s et   to   ' I s s u er '   in   Au th _ DB .   T h is   au th o r izes u _ n ew  ( r ep r esen tin g   an   in s titu tio n )   to   is s u e  ce r tific ates.   −   I f   R o le_ u _ n ew  =  ' Ho ld er '   o r   'Ve r if ier ' :  T h e  u s er ' s   r o le  i s   s i m p ly   s et  in   Au th _ DB .   Ho ld er s   an d   Ver if ier s   ty p ically   d o   n o t  r eq u ir e   r e g is tr atio n   in   a  s ep a r ate  DI D  r eg is tr y   b e y o n d   th eir   in itial  DI D   cr e atio n ,   as  th ei r   p r im ar y   in ter ac tio n   is   with   th e ir   o wn   d ig ital  wa llet  o r   a  v er if icatio n   p o r tal.   R o le - b ased   ac c ess   co n tr o l  is   cr itical  f o r   m ain tain i n g   th e   s ec u r ity   an d   in teg r ity   o f   th e  s y s tem ,   th u s ,   to   p r ev e n t  u n au th o r ized   en titi es  f r o m   im p er s o n atin g   leg itima te   ad m in is tr ato r s   o r   in s titu tio n s ,   th e  s y s tem   ca n   cr y p t o g r a p h ic ally   v er if y   th e  au th o r ity   o f   an   en tity   b ef o r e  allo win g   th em   to   p er f o r m   s en s itiv e  o p er atio n s   ( is s u in g   o r   r ev o k in g   ce r tific ates) .   Fin ally ,   th e  al g o r ith m   co n clu d es  b y   r et u r n in g   a  Su cc ess   o r   Failu r e  s tatu s ,   a lo n g   with   th e   g en er ated   DI D_ u _ n ew,   PK_ u _ n ew,   an d   SK_ u _ n ew.   I n   a  r e al - wo r ld   im p lem en tatio n ,   SK_ u _ n ew  wo u ld   ty p ically   b e  r etu r n ed   d ir ec tly   to   th e  u s er ' s   s ec u r e  clien t  ( d ig ital  wallet)   an d   n o t  s to r ed   b y   th e  s y s tem   its elf ,   wh er e  th e  r etu r n   o f   Su cc ess   in d icate s   th at  th e  u s er   h as  b ee n   s u cc ess f u lly   o n b o ar d ed   an d   t h eir   id en tity   estab lis h ed   with in   th e  s y s tem .     Alg o r ith m   1 .   Fo r   ad m i n /u s er   e n r o llm en t   Input:   u_new: The new user to be enrolled.   Role_u_new: The intended role for u_new ('Admin', 'Issuer', 'Holder').   Auth_Creds : Authentication credentials for u_new (username, password, or other secure   authentication tokens).   Output:   DID_u_new: The Decentralized Identifier generated for u_new.   PK_u_new, SK_u_new: The public and secret key pair for u_new.   Success or Failure status .   Steps:   1. Generate Key Pair: Generate a new public - secret key pair for u_new:   (PK_u_new, SK_u_new) ← GenerateKeyPair ()   2. Create DID: Create a new Decentralized Identifier for u_new:   DID_u_new ← CreateDID (PK_u_new)   Optionally, anchor DID_u_new or its h ash to a public blockchain for global  resolvability and immutability.   3. Store Authentication Credentials: Securely store Auth_Creds for u_new in Auth_DB.   4. Assign Role and Register DID:   If Role_u_new = 'Admin':   Add DID_u_new to Reg_A.   Set Role(u_new) = ' Admin' in Auth_DB.   Else If Role_u_new = 'Issuer':   Add DID_u_new to Reg_I.   Set Role(u_new) = 'Issuer' in Auth_DB.   Else If Role_u_new = 'Holder' or 'Verifier':   Set Role(u_new) = Role_u_new in Auth_DB.   Else: Return Failure (Invalid Role).   5. Return: Return Success along with DID_u_new, PK_u_new, and SK_u_new.     3 . 3 . 2 .   Alg o rit hm   2   f o r  is s ue   ce rt if ica t e    T h is   alg o r ith m   d etails  th e  s tep s   in v o lv e d   in   is s u in g   a  d ig ital  ac ad em ic  ce r tific ate  u s in g   th e   I s s u eCer tific ate   ( )   s m ar t  co n tr ac t  f u n ctio n .   I t  ass u m es  th at  th e  is s u in g   in s titu tio n   an d   th e  ce r tific ate  h o ld er   h   h av e  alr ea d y   b ee n   e n r o lled   a n d   p o s s ess   v alid   DI Ds.T h e  I s s u eCer tific ate  ( )   f u n ctio n   ( Alg o r ith m   2 )   is   th e  co r e   m ec h an is m   f o r   c r ea tin g   a  v e r if iab le  an d   im m u tab le   r ec o r d   o f   an   ac a d em ic  ce r tific ate  o n   th e  b lo c k ch ain .     T h is   alg o r ith m   en s u r es   th at  o n ly   a u th o r ize d   in s titu tio n s   c an   is s u e  ce r tific ates  an d   th at   ea ch   ce r tific ate  is   u n iq u ely   id en tifie d   a n d   r ec o r d ed .   Step   1 : A u th en ticate  is s u er   B ef o r e  an y   ce r tific ate   ca n   b e  is s u ed ,   th e  s y s tem   m u s t  r ig o r o u s ly   au t h en ticate  th e   r eq u esti n g   en tity   i   to   co n f ir m   it is   an   au th o r ized   i s s u in g   in s titu tio n .   T h is   in v o lv es two   p r im ar y   c h ec k s :   −   DI D  Pre s en ce   in   R eg _ I :   T h e   s y s tem   f ir s t  v e r if ies  th at  t h e  DI D_ i  p r o v id ed   b y   th e  r e q u esti n g   in s titu tio n   is   p r esen t  in   th e  R eg _ I   ( I s s u er   R eg is tr y ) .   T h is   co n f ir m s   th at  th e  in s titu tio n   is   r ec o g n ized   an d   au th o r ized   t o   is s u e  cr ed en tials   with in   th e  f r a m ewo r k .   −   Dig ital  Sig n atu r e  Ver if icatio n :  T h e  in s titu tio n   m u s t  d ig itally   s ig n   th e  r eq u est_ p a y lo ad   ( wh ich   co n tai n s   th e  d etails  o f   th e  ce r tific ate  to   b e  is s u ed )   u s in g   its   SK_ i.  T h e  s y s tem   th en   u s es  i' s   PK_ i  ( o b tain ed   f r o m   its   DI D  Do cu m en t)   to   Ver if y Sig   ( r eq u est_ p ay lo a d ,   Sig   ( r eq u est_ p a y lo ad ,   SK_ i) ,   PK_ i) .   T h is   cr y p to g r ap h ic  v e r if icatio n   p r o v es  th at  th e  r eq u est  g en u i n ely   o r ig in ated   f r o m   i  an d   h as  n o t  b ee n   tam p er ed   with .   Step   2 : G en er ate  ce r tific ate  h a s h   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       Desig n   fr a mewo r k  fo r   h ig h er e d u ca tio n   ce r tifi ca tes u s in g   b lo ck ch a in   tec h n o lo g y   ( S a lem  S .   M.  K h a lifa )   1809   T h e  d ig ital  d ata  co n ten t  o f   th e  ce r tific ate,   D_ c   ( J SON) ,   is   p r o ce s s ed   b y   th e   SHA  2 5 6   al g o r ith m ,   to   p r o d u ce   a  u n i q u e  cr y p to g r ap h ic  h ash   h _ c.   T h e  HASH( D_ c)   f u n ctio n   tak es   th e  en tire   d ig ital  co n ten t  an d   g en er ates  a  f ix ed - s ize  s tr in g   o f   ch ar ac ter s .   T h is   h ash   h _ c  s er v es  as  th e  im m u tab le  d ig ital  f in g er p r in t  o f   th e   ce r tific ate.   E v en   a  m in o r   ch a n g e  to   D_ c  wo u l d   r esu lt  in   a  co m p letely   d if f e r en t  h _ c .   B y   s to r in g   o n ly   h _ c  o n   th e  b lo ck ch ai n ,   th e  s y s tem   en s u r es  d ata  in teg r ity   an d   p r iv a cy :  th e  s en s itiv e  D_ c  r em ain s   o f f - ch ai n ,   wh ile  its   in teg r ity   ca n   alwa y s   b e   v er if ie d   ag ain s t th e  o n - ch ain   h ash .   Step   3 : Ch ec k   f o r   ex is tin g   ce r t if icate   Pre v en tin g   d u p licates  is   e s s e n tial  f o r   m ain tain in g   th e   in t eg r ity   o f   th e  cr ed e n tialin g   s y s tem   an d   av o id in g   co n f u s io n   o r   p o ten ti al  ex p lo its   r elate d   to   id e n tical  ce r tific ate  h ash es,  th u s ,   b ef o r e   co m m itti n g   a  n ew   ce r tific ate  r ec o r d   to   th e  b l o ck ch ain ,   th e  s y s tem   q u er ies  th e  cu r r en t  s tate  o f   th e  b lo ck c h ai n   led g er   ( S_ B C )   to   ch ec k   if   an   en tr y   with   th e  s am e  h _ c  alr ea d y   ex is ts .   Step   4 : Pr ep ar e  led g er   en tr y   I f   th e  ce r tific ate  is   u n iq u e,   a  n ew  led g er   en tr y   ( n ew_ E n tr y )   i s   co n s tr u cted .   T h is   en tr y   is   a  s tr u ctu r ed   tu p le  co n tain in g   h _ c ,   DI D_ i,  DI D_ h ,   th e  cu r r en t  tim estam p   ( T _ c u r r en t) ,   a n   in itial  r ev o ca tio n Statu s   o f   f alse,  an d   an   em p ty   r e v o ca tio n R ea s o n . T h is   s tep   ag g r eg ates  all  th e  ess en tial,  im m u tab le  m etad at a  th at  will  b e  s to r ed   o n   th e  b lo ck c h ain .   T h e  tim estam p   p r o v id es  a  v er if iab le  r e co r d   o f   wh e n   th e  ce r tific ate  was  is s u ed ,   an d   th e   in itial f alse r ev o ca tio n   s tatu s   is   a  d ef au lt th at  ca n   o n ly   b e  ch an g ed   b y   an   au th o r ized   R ev o k eCer tific ate  ( )   ca ll.   Step   5 : I n v o k e  s m ar t c o n tr ac t   T h e  s y s tem   th en   in itiates   a  tr an s ac tio n   to   ca ll  th e   is s u eCer tific ate  f u n ctio n   o f   th e  d ep lo y ed   C er tific ateM an ag er   s m ar t  co n tr ac t  o n   th e  b lo ck ch ain   n etwo r k .   T h e  C allSm ar tC o n tr ac t  ( )   f u n ctio n   tr an s m its   h _ c,   DI D_ i,  DI D _ h ,   a n d   T _ cu r r en t a s   ar g u m en ts   to   th e  s m ar t c o n tr ac t.   Step   6 : U p d ate  B lo ck ch ain   Sta te   U p o n   s u c c es s f u l   e x e c u t i o n   o f   t h e   i s s u eC e r ti f i c a te   s m a r t   co n t r a c t   f u n c t i o n ,   t h e   b l o c k c h a i n   l e d g e r   ( S _ B C )   is   u p d a t e d .   T h e   n e w _ E n t r y   i s   a d d e d   t o   t h e  l e d g e r ,   b e c o m i n g   a n   i m m u t a b l e  p a r t   o f   t h e   b l o c k c h a i n ' s   h i s t o r y .   T h is   u p d a t e  is   p r o p a g a t e d   a c r o s s   a l l  p a r t i ci p a t i n g   n o d e s   i n   t h e   n e tw o r k ,   e n s u r i n g   c o n s e n s u s   a n d   d at a  c o n s i s t e n c y .   O n c e   n e w _ E n t r y   is   r e c o r d e d ,   i t   c a n n o t   b e   a lt e r e d   o r   r e m o v e d ,   p r o v i d i n g   a   p e r m a n e n t   a n d   v e r i f i a b l e  r e c o r d   o f   t h e   c e r t i f i c at e' s   i s s u an c e .   T h i s   f o r m s   t h e   f o u n d a t i o n   o f   t r u s t   f o r   a l l   s u b s e q u e n t   v e r i f i c a t i o n   p r o c e s s es .   Step   7 : Retu r n   s tatu s   T h e   al g o r it h m   c o n cl u d es   b y   r e tu r n in g   a   Su cc ess   s ta tu s   al o n g   wit h   t h e   g e n e r a te d   h _ c.   I f   a n y   s tep   al o n g   th e   w ay   f ai le d   ( e . g . ,   a u t h e n ti ca tio n   f ail u r e ,   d u p lic at e  ce r ti f i ca t e  h as h ) ,   a   Fa il u r e  s t at u s   wo u l d   b e   r et u r n ed .     Alg o r ith m   2 .   Fo r   is s u e  ce r tific ate   Input:   i: The issuing institution (i  ∈   I).   h: The certificate holder (h  ∈   H).   D_c: The digital data content of the academic certificate to be issued.   Output:   •   h_c: The cryptographic hash of the issued certificate.   •   Success or Failure status.   Steps:   1   Authenticate Iss uer:   Verify that is an authorized issuer.   Check if DID_i is present in Reg_I.   Authenticate i's request using VerifySig(request_payload, Sig(request_payload, SK_i),  PK_i).   If authentication fails, return Failure.   2   Generate Certificate Hash:   Compute the crypt ographic hash of the certificate data:   h_c ← HASH(D_c) (using SHA - 256).   3   Check for Existing Certificate:   Query the blockchain ledger S_BC to ensure h_c has   not been previously issued.   If Entry(h_c) exists in S_BC, return Failure (Certificate already exists) .   4   Prepare Ledger Entry:   Construct the new ledger entry for the certificate:   T_current ← CurrentTimestamp ()   new_Entry ← (h_c, DID_i, DID_h, T_current, false, "")   5   Invoke Smart Contract:   Call the issueCertificate function of the  CertificateManager  smart contract on the blockchain network.   6   Update Blockchain State:   Upon successful execution of the smart contract, the  blockchain ledger  S_BC   is updated with new_Entry.   7   Return:   Return Success along with  h_c .   CallSmartContract ("Certific ateManager", "issueCertificate",  h_c, DID_i ,  DID_h,  T_current )     3 . 3 . 3 .   Alg o rit hm   3   inte g ra t io n  a nd   s ec urit y   A.   Cer t if ica t e  encr y ptio n a nd   o f f - cha in s t o ra g e   T h i s   s t a g e   is   c r i ti c a l   f o r   b a l a n ci n g   d a t a   p r i v a c y   ( R E Q 3 )   wi t h   I m m u t a b i l i t y .   I n   a   b l o c k c h a i n   f r a m e w o r k ,   s t o r i n g   l a r g e   f i l es   l i k e   P DFs   o r   f u l l   J S O N   o b j e ct s   d i r e ct l y   o n   t h e   l e d g e r   i s   i n e f f i c i e n t   a n d   e x p e n s i v e .   I n s t e a d ,     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.