Building a Secure E-Learning Platform with Automated Lab Infrastructure Provisioning

Abstract

The rapid digitization of education has exposed critical limitations in existing e-learning platforms, particularly regarding certificate authenticity and practical skill development. This engineering project presents CyBright, an innovative e-learning platform that addresses these challenges through the integration of blockchain technology for immutable certificate verification and Amazon Web Services (AWS) cloud infrastructure for automated virtual laboratory provisioning. The platform implements a comprehensive multi-stakeholder architecture supporting students, instructors, administrators, and corporate entities. The frontend utilizes React for administrative dashboards and Next.js for client interfaces, while the backend employs NestJS framework with PostgreSQL database for robust data management. The core innovation lies in the implementation of Ethereum smart contracts using the Hardhat development framework, enabling tamper-proof digital certificates with cryptographic verification capabilities. The virtual laboratory system leverages AWS Elastic Compute Cloud (EC2) services to provide on-demand, isolated computing environments for hands-on technical training, addressing the theory-practice gap prevalent in online education. The platform incorporates advanced security measures including role-based access control and comprehensive audit trails to ensure data integrity. The implementation successfully addresses certificate fraud through blockchain-based verification, provides practical learning experiences through cloud-based laboratories, and offers scalable architecture supporting institutional and corporate training requirements. This comprehensive solution represents a significant advancement in educational technology, combining proven frameworks with emerging blockchain capabilities to create a secure, scalable, and engaging e-learning ecosystem. ***

La numérisation rapide de l’éducation a révélé des limitations critiques dans les plateformes d’apprentissage en ligne existantes, particulièrement concernant l’authenticité des certificats et le développement des compétences pratiques. Ce projet d’ingénierie présente CyBright, une plateforme d’apprentissage en ligne innovante qui aborde ces défis par l’intégration de la technologie blockchain pour la vérification immuable des certificats et l’infrastructure cloud AWS pour la provision automatisée de laboratoires virtuels. La plateforme implémente une architecture multi-parties prenantes complète supportant étudiants, instructeurs, administrateurs et entités corporatives. L’interface utilisateur utilise React pour les tableaux de bord administratifs et Next.js pour les interfaces clients, tandis que le backend emploie le framework NestJS avec une base de données PostgreSQL pour une gestion robuste des données. L’innovation principale réside dans l’implémentation de contrats intelligents Ethereum utilisant le framework de développement Hardhat, permettant des certificats numériques inviolables avec des capacités de vérification cryptographique. Le système de laboratoire virtuel exploite les services AWS EC2 pour fournir des environnements informatiques isolés à la demande pour la formation technique pratique, comblant l’écart théorie-pratique prévalent dans l’éducation en ligne. La plateforme incorpore des mesures de sécurité avancées incluant le contrôle d’accès basé sur les rôles et des pistes d’audit complètes pour assurer l’intégrité des données. L’implémentation traite avec succès la fraude de certificats par la vérification basée sur blockchain, fournit des expériences d’apprentissage pratiques par les laboratoires cloud, et offre une architecture évolutive supportant les exigences de formation institutionnelle et corporative. Cette solution complète représente une avancée significative dans la technologie éducative, combinant des frameworks éprouvés avec les capacités émergentes de blockchain pour créer un écosystème d’apprentissage en ligne sécurisé, évolutif et engageant.