Resumo

Em um leilão de lances fechados tradicional, cada oferta segue em envelope lacrado, e ninguém sabe quanto os demais ofereceram. Em uma blockchain pública, registro digital compartilhado que qualquer pessoa pode ler, acontece o oposto: os lances e as identidades dos participantes ficam expostos em tempo real. Isso desestimula grandes investidores e facilita abusos, como copiar e antecipar a oferta alheia (frontrunning) ou combinar preços entre concorrentes. As mitigações usuais, como o esquema commit-reveal, atenuam o problema, mas ainda revelam os lances perdedores ao final. Este trabalho investiga se é possível executar em blockchain pública um leilão de Vickrey, modalidade selada em que vence quem oferece mais, mas paga o valor do segundo maior lance, sem revelar nenhum lance além do preço de fechamento, preservando a propriedade de truthfulness (com a regra do segundo preço, a estratégia ótima de cada participante é ofertar seu valor real), e a que custo operacional. Para isso, o mecanismo é implementado sobre a Fhenix CoFHE, infraestrutura de Fully Homomorphic Encryption (FHE), técnica criptográfica que permite calcular diretamente sobre dados cifrados, sem decifrá-los. O trabalho entrega um contrato inteligente que determina o vencedor e o segundo preço sem abrir lance algum, uma análise formal do que um adversário consegue ou não aprender, e a validação ponta-a-ponta em rede pública de testes, com interface gráfica que cifra os lances no próprio navegador do usuário. Os resultados mostram que o mecanismo é viável: o custo por operação não cresce com o número de participantes, e a única informação revelada é a que a própria regra de Vickrey exige, o segundo maior lance e a identidade do vencedor. A base criptográfica empregada é, ademais, resistente aos ataques quânticos conhecidos.

Palavras-chave: Leilão de Vickrey; Fully Homomorphic Encryption; Blockchain pública; Privacidade; Fhenix CoFHE.

Abstract

In a traditional sealed-bid auction, each offer is delivered in a sealed envelope, and no one knows how much the others have bid. On a public blockchain, a shared digital ledger that anyone can read, the opposite happens: bids and participants' identities are exposed in real time. This discourages large investors and enables abuses such as copying and preempting someone else's offer (frontrunning), or price collusion among competitors. Usual mitigations, such as the commit-reveal scheme, soften the problem but still reveal the losing bids at the end. This work investigates whether it is possible to run, on a public blockchain, a Vickrey auction, a sealed-bid format in which the highest bidder wins but pays the second-highest bid, without revealing any bid beyond the closing price, preserving the truthfulness property (under the second-price rule, each participant's optimal strategy is to bid their true value), and at what operational cost. To this end, the mechanism is implemented on Fhenix CoFHE, a Fully Homomorphic Encryption (FHE) infrastructure, a cryptographic technique that allows computing directly over encrypted data without decrypting it. The work delivers a smart contract that determines the winner and the second price without opening any bid, a formal analysis of what an adversary can and cannot learn, and an end-to-end validation on a public test network, with a graphical interface that encrypts bids in the user's own browser. The results show that the mechanism is viable: the per-operation cost does not grow with the number of participants, and the only information revealed is what the Vickrey rule itself requires, the second-highest bid and the winner's identity. The underlying cryptographic basis is, moreover, resistant to known quantum attacks.

Keywords: Vickrey auction; Fully Homomorphic Encryption; Public blockchain; Privacy; Fhenix CoFHE.