Nakamoto blockchains提议在他的文章“比特币:点对点的电子现金系统”( 20.]。说,区块链是一种分布式文件系统由多党维护。P2P通信,blockchains保护数据加密技术和共识机制。与传统的文件系统不同,blockchains使用链接文件存储,数据记录块,并组织阻塞到链接通过记录前面的块的散列值在每个块的头(见图 1)。用户(也称为矿工)可以创建多个地址blockchains,独立于用户的身份。块矿工被添加的链,解决复杂难题的交易成本是低于指定的目标散列值。然后播放添加块的复制链中的每一个对等节点。块加成法由多数的同意和验证链中的节点。协议的过程称为链中的共识。如果大多数节点达成共识,块添加到现有的链;否则,它就会被丢弃( 21]。因此,创建过程不需要第三方的介入。很难把用户身份通过地址信息,实现匿名性比传统文件系统。在实践中,blockchains分为公共blockchains私人blockchains,财团blockchains。公共blockchains和财团blockchains有更多和更强的数据块篡改抵抗,但他们是困惑的运行效率较低。私人blockchains支持高效的数据操作,而分散的程度不是高达blockchains公共blockchains和财团。对于e-auction,这些三种blockchains都是适用的。

在我们提出的密封式e-auction方案,所有拍卖数据加密并存储在blockchain-based文件系统。

萨博发明智能合同的承诺,协议中指定的数字形式,包括在双方履行这些承诺。从普通法、经济理论和合同条件经常发现在实践中,四个基本目标的智能设计合同。第一个是可观测性,主体的能力互相遵守合同的性能或证明其性能与其他主体。可验证性,第二个目标是主要的能力向仲裁员证明合同已执行或违反,或仲裁员的能力通过其他方式。契约设计的第三个目标是共同利益关系,知识和控制内容的原则和契约的履行应分布在政党只有必要的性能的合同。第四个目标是可执行性,同时最小化需要执行( 22]。

由于缺少可信执行环境中,聪明的合同还没有被广泛的运用到Ethereum集成blockchains智能合同( 23]。从那时起,智能合同成为新一代blockchain-based的核心应用程序并不局限在电子现金区域。例如,库玛丽等人提出了一种P2P安全的能源交易计划,基于智能ET-DeaL合同( 24]。

聪明的合同通常是实现可靠性等编程语言( 25]和Lua [ 26]。开发人员定义一组规则函数智能合同然后发布智能blockchains合同。即智能合同是不可变的,可用于区块链应用程序的所有用户。所有用户与聪明的合同和调用函数来完成交易。由于智能合同所有参与者的共识和自动运行没有任何外部控制,没有欺诈行为执行的机会。

该密封拍卖的主要行动计划中演示了以下智能算法(见合同 1)。

合同SealedBidAuction {

我们使用加密隐藏投标人的投标价格计划的承诺。密码学的承诺方案暂时隐藏秘密信息的一种手段,这样就可证实的,尽管可能的偏差从验证方(方承诺值)或请求。承诺方案包括三个阶段:设置中,承诺,和验证。在安装阶段,环境设置和密钥生成和发布。在承诺,验证方提交根据适当的算法和消息发送验证人的承诺。在验证阶段,验证方发送所需的信息开放的承诺,和验证人检查的承诺是否真的是消息验证方声称它是( 27]。一个设计良好的密码学方案应该具有以下特性的承诺。

隐藏。揭示前的承诺,审核员一无所知的数据。有三种绑定:(1)完美的结合意味着即使拥有无限的计算能力,验证方无法改变他的想法提交信息后,(2)统计绑定意味着如果验证方拥有无限的计算能力,他可以欺骗有微不足道的概率,和(3)计算绑定意味着除非验证方有非常大的计算资源,那么能够改变的概率值的消息被承诺是可以忽略的。

绑定。揭示的承诺后,验证方无法解释数据和其他数据。也有三种隐藏:(1)完美隐藏意味着承诺关于消息的消息透露任何信息,甚至无限强大的验证器,(2)统计隐藏意味着如果验证人拥有无限的计算能力,他得到消息的信息致力于有微不足道的概率,和(3)计算隐藏意味着,多项式有限匹配,很难猜里面是什么承诺。

理论上已经证明,完美的承诺方案完美的绑定和完美的隐藏是不可能的。然而,在隐私保护方面的零知识证明,第一种承诺,这是完美的隐藏和计算支持的绑定,通常是使用。

在密码学承诺计划,哈希是最基本的一个承诺,它使用单向散列函数 H( v 地图数据 v 一个承诺。unidirectionality的基础上 H( v ),很难推断出数据 v 通过 H( v ),它实现了一定程度的数据隐藏。基于单向散列函数的防撞,很难找到不同的数据 v ′ 产生相同的散列值,实现了一定程度的数据绑定。

哈希的承诺是结构简单,使用方便,满足密码学的基本特征的承诺,,适用于较低的应用程序数据机密性要求。然而,由于缺乏随机性,价值 v ,承诺 c= H( v )是固定的。因此,与强大的计算值 v 可能发现通过疲劳计算。这种解密容易实现在当前的网络环境。对于应用程序来说,它需要更高的数据机密性、散列的承诺是不实际的。在本文中,我们提出了他的承诺( 28隐藏投标价格。

皮德森的承诺是基于椭圆曲线密码(ECC)建议Neal Koblitz和维克多·米勒在1985年。ECC加密公钥加密技术,依赖于椭圆曲线理论帮助我们创造更快、更小、和最有效的或有价值的密钥 29日]。与RSA和DSA算法相比,只有256位ECC等于或与3072位的RSA密钥,保持短关键背后的主要原因是使用的计算能力和安全、快速连接。很难打破的黑客和RSA和DSA相比,这意味着ECC算法保证或确保网站和基础设施安全比传统方法更安全的方式。

他承诺加密函数定义在方程( 1)。通过引入随机致盲因素 r,即使私人数据 v 不变,最后的承诺 c根据的变化会改变 r,实现了数据的隐藏。 G和H智能生成的合同是两个生成点具体的椭圆曲线,这是信息拍卖各方共识。 (1) C p , r = r × G + p × H 。

在我们的密封式e-auction方案中,他承诺计划在以下步骤: (1)

的投标人 b _我有一个随机的致盲因素 r _我彼得森,上述承诺的功能 C( p 我 , r _我)生产价格的承诺 C _我。 我∈ 我,在那里 我所有投标人的组id。

如果 p 我 ∗ ≥0,那么 p ∗ > p 我 。

在实践中,彼得森的加法同态的承诺与防弹集成,一个杰出的零知识证明协议,证明不同值的绑定关系。防弹提出Benedikt et al。(2018)作为一种新的非交互式零知识证明协议和很短的证明没有可信的设置( 30.]。它比ZK-SNARKs证明防弹有更好的性能( 31日]和ZK-STARKs [ 32对加密的货币),非常有用。防弹能证明在交易数量在一个给定的积极的范围,这是必要的验证交易。因此,我们可以使用他承诺算法隐藏真正的投标价格和确认投标价格与微分承诺价格就越高 C ^ 我 在方程( 2),防弹,因为它是很容易证明的 p 我 ∗ ∈(0,2 ⁿ)(例如, p 我 ∗ ≥0)和防弹 C ^ 我 。因此,每个投标人可以验证 p ∗ 高于他的投标价格吗 p 我 。

显示的验证操作如下: (1)

投标人 b _我价格重新计算微分承诺 C ^ 我 ′ 与出版 C ∗ 价格和他自己的承诺 C _我,在那里 C ^ 我 ′ = C ∗ − C _我。

在上面的步骤中,因为所有投标人公布承诺价格区块链,如果投标人改变( p , r)做出新的承诺价格赢得承诺 C ∗ ,聪明的合同和其他投标人将知道他的欺诈行为。出价不诚实的人将被视为一个不可信的党和处罚拍卖规则。例如,不可信的投标人的投标保证金将被没收拍卖和他的许可将冻结一段时间。货物的所有者,因为聪明的合同是拍卖系统的所有用户的共识,并自动执行没有外部控制,拍卖结果也接受货物的所有者。到目前为止,分散和完全封闭式的密封式e-auction成功实施。

用户包括货物的所有者和所有投标人都应登记在密封拍卖系统。注册功能的智能合同返回用户id和注册用户的公钥和私钥。当用户登记这些数据,他们的公钥加密的IDs智能合同区块链和保存加密的id。

注册后,货物的主人叫publish()函数智能合同发布商品信息。在发布()函数,进行了以下活动: (1)

聪明的合同返回验证用户ID和发布商品的所有者的许可。

从时间 t₁,注册买家感兴趣的货物是允许的。聪明的合同的投标()函数负责以下投标任务。 (1)

投标人的身份也验证了智能合同货物的所有者。

当时间 t₂到达时,聪明的合同进行以下活动: (1)

聪明的合同统计参加拍卖的竞拍者和检查所有投标价格拍卖。如果投标人的数量小于 n或所有投标价格低于底价 p r ,宣布拍卖失败了。否则,后续活动。

当每个投标人 b _我得到了 C ∗ 和 C ^ 我 ,他重新计算微分承诺价格 C ^ 我 ′ = C ∗ − C _我和比较 C ^ 我 与 C ^ 我 ′ 。如果 C ^ 我 ′ = C ^ 我 , C ^ 我 出价成功验证了吗 b _我。那么所有投标人使用防弹协议来证明 p ∗ 与 C ^ 我 不泄露任何信息赢得投标价格 p ∗ 。

毕竟投标人核实并接受 p ∗ ,聪明的合同要求中标人支付其余的货款( p ∗ − 米)到指定账户,然后转移全部付款 p ∗ 货物的所有者。其他投标人的投标保证金也回到了投标人自己的账户。

在每个拍卖交易在这项实验中,每个事务的执行时间阶段(见表记录 3)。

我们计算之间的相关系数投标人的数量和执行时间在不同阶段(见表 4)。

相关系数,我们发现公开并完成操作的执行时间增长显著增加的投标人的数量。它暗示,如果投标人参加了拍卖,公开并完成操作会花费更多的时间。然而,对于发布、投标和验证操作,执行时间与不同数量的竞购者保持相对稳定。我们进行了卡方检验在发布执行时间的列联表,报价,与不同数量的买家和验证阶段。的 p 值为0.99,暗示没有执行时间在这些阶段之间的显著差异。这意味着因为这三个操作被每一个投标人,独立执行这些操作的执行时间不会受到买家的数量。

我们也估计每个阶段的平均气体值操作(见表 5)。最大的天然气价值约为600万,远远小于当前气体限制Ethereum(1200万)。它暗示,该方案可以部署在Ethereum。

在每个事务的拍卖实验中,所有投标价格和投标人的身份透露给观察者的验证方案。通过实验记录,我们确认以下: (1)

加密的商品发布到所有块节点信息成功。

最近我们比较四个代表相关工作在六个指标包括分散、匿名身份验证、unforgeability,认可,赢得价格验证。结果如表所示 6。

加拉和优素福 15,熊 18),于 19基于区块链技术)提供精心设计的计划。这三个方案在大多数指标显示良好的性能。然而,他们都是基于他们的拍卖,这意味着计划受到信息泄漏的风险。彭et al。 17)提出了一个创新的方案没有拍卖,这使得密封拍卖机制设计的一个突破。但是在他的计划中,赢得竞标拍卖价格是显示所有结果验证。甚至拍卖的所有参与者确定中标人的结果没有任何知识的身份,是不合理的向公众揭示中标价格。

总之,通过实验,该方案成功地执行公平、安全、可靠的密封拍卖没有第三方拍卖师。它实现了一种分散的拍卖在区块链技术的帮助。