[发明专利]一种改进的比较加密的首价密封拍卖方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据通信技术领域，具体涉及一种改进的比较加密的首价密封拍卖方法。

背景技术

网络驱动的服务和应用与相对应的传统应用相比，有着其不可替代的优势，例如电子投票使得投票结果的统计更加可靠，同时大大方便了选民，使其足不出户就可完成投票；电子现金极大地推动了无纸化货币的发展。电子拍卖，一种在拍卖方和竞拍者中进行的电子商业活动，伴随着电子商务的发展，已经开始逐渐成为生活中一种常见的现象。与此同时，关于电子拍卖的安全问题，特别是密封拍卖中的安全问题变得愈加严峻。例如，由于竞拍价格严格依赖于竞拍者对于拍卖物品的判断，且在某种程度上体现了拍卖者的意愿，因此如何保护竞拍价格的隐私就成为一个非常值得考虑的安全问题。试想，如果在一场密封拍卖中，未中标的价格被泄露给其他的竞拍者，那么这个价格就会在以后的拍卖或协商中发挥作用，也就是说密封拍卖中基本的公平性被破坏了。

针对各种各样的安全问题，很多基于安全多方计算和秘密分享的方案被提出以期解决这些问题。文献【1】中指出现有的密封拍卖中存在的两种勾结攻击，即拍卖者与竞拍者勾结的攻击，竞拍者与竞拍者勾结的攻击，然而，该方案并不能完全抵御这些攻击。还有文献【2】和文献【3】中所提出的方案是基于同态秘密分享的，这些方案或需要多项式轮数的通信，或需要比较繁重的计算量。

在一个安全的拍卖方案中，保护竞拍价的机密性与隐私性是非常重要的。通常来说，竞拍价的隐私是基于一些可信的实体，比如现有的安全拍卖方案通常使用多个拍卖者来建立一个门限机制，或者通过安全多方计算来实现竞拍价的隐私保护。而这些方案通常需要大量的通信轮数，这在一些场景中，对于竞拍者来说是不可接受的。因为对于参与电子拍卖的竞拍者来说，他们并没有义务一直保持在线状态来与拍卖者或其他竞拍者保持通信，因此，通信轮数是一个非常值得引起我们关注的性能。

毫无疑问，现在已经存在着一些方案，如文献【4】和文献【1】，实现了常数级别的通信轮数，但是他们或者无法满足可验证性和公平性，或者只能在随机预言机模型下进行。目前还没有一个有效的方案能够在满足现有的安全需求的前提下只需一轮的通信轮数。

Franklin等人在文献【5】中首次设计并实现了针对密封拍卖的分布式服务方案之后，各种各样的方案随之被提出。

文献【4】中提出了一个基于同态加密的方案，与一般的安全电路计算不同的是，本方案将任何一个电路门所在的层数考虑在内，且该方案中的电路门可以接受不受限的输入。尽管这个方案只需常数轮的通信，但是它不能满足可验证性和公平性。

为了解决上述方案中出现的问题，在文献【3】中描述了一种新的基于秘密共享的第一价格密封拍卖方案。然而，这个方案执行结果的正确性和执行过程的公平性，是建立在繁重的计算工作量之上的。同时，这个方案通过门限方法来实现竞拍价格的隐私性保护，这就意味着大量的通信轮数。

文献【1】中的作者构建了一个常数轮通信的方案。他们使用支持部分同态的ElGamal加密方案来构建自己的方案。然而，在该方案的每一轮通信中，零知识证明都是必不可少的。此外，这个方案需要在随机预言机模型下执行。

为了实际应用的需要，在文献【6】中，作者提出了一个可以解决两个拍卖方之间的匿名性问题的方案，该方案依然使用到了零知识证明。这个方案可以被广泛应用于任何一个敏感的拍卖场景中，然而，零知识证明的低效性导致了大量的通信轮数。

除了上面所提到的有关第一价格密封拍卖的方案，在文献【7】中提出了基于密文进行安全函数运算的方法，同时提出了一个“MixandMax”拍卖方案。而在文献【8】中则关注的是荷兰拍卖，这种拍卖与密封拍卖方案的主要区别就在于在后者中，竞拍者需要提前决定他们的竞拍价格。同时，还存在一些类似文献【9】中的方案，作者关注的是英式拍卖中的匿名性问题。而文献【10】和文献【11】则提出了他们研究领域的概述和密封多属性在线逆向拍卖方案。

在文献【12】中，Yao介绍了一种新颖的称为最佳猜想的方案，可以利用额外的估计值将拥有“k件物品，n个竞拍者”的拍卖方案分解为拥有“k件物品，1个竞拍者”的拍卖方案。作者展示了这个放大可以被用于解决一些拍卖优化理论中的中心问题，例如随机化技术的强大功效以及贝叶斯实现和优势策略实现的对比。

而在文献【13】中，作者认为拍卖所提供的物品清单的大小，是拍卖复杂度的一种度量参数。此外，在文献【11】中，从需求的不确定性角度考虑，作者展示了对于一个风险中立的零售商来说，第一价格驱动拍卖相对于其他拍卖方式的优越性。