Capítulo 1

Introdução

Este capítulo situa o leitor no contexto do trabalho e no problema que o motiva. Apresenta a contextualização (§1.1) e a motivação em cinco passos (§1.2), formula o problema de pesquisa (§1.3) e a hipótese (§1.4), enuncia os objetivos (§1.5), delimita o escopo (§1.6), lista as contribuições (§1.7) e encerra com a estrutura do restante do texto (§1.8).

1.1 Contextualização

Uma blockchain é um registro público de transações organizadas em blocos (lotes de transações ordenadas e validadas coletivamente pela rede) encadeados criptograficamente, e mantido em sincronia por participantes que não confiam uns nos outros. Blockchains públicas como a Ethereum operam sobre o princípio de transparência embutida no protocolo: cada transação submetida à rede fica visível em uma área pública de espera chamada mempool, por onde toda transação passa antes de ser confirmada e incluída em um próximo bloco, e o histórico completo permanece registrado de forma imutável e auditável após a confirmação. Essa transparência é o que viabiliza a confiança em um ambiente sem intermediários, mas entra em conflito direto com classes inteiras de aplicações que dependem de sigilo durante a execução. Leilões selados, votações, ordens de mercado e processos de alocação confidencial são exemplos canônicos dessa tensão.

Leilões selados ilustram bem essa tensão. No mecanismo proposto por , conhecido como leilão de segundo preço selado, cada participante submete um único lance e o vencedor (aquele que ofertou o maior valor) paga o valor do segundo maior lance. Sob essa regra, a estratégia dominante de cada jogador racional é revelar seu valor real. Essa propriedade, chamada de truthfulness ou incentive-compatibility (a regra do mecanismo segundo a qual ofertar exatamente o valor que o item vale para si é a melhor estratégia possível, qualquer que seja o comportamento dos demais), é a razão pela qual o leilão de Vickrey é central na teoria de desenho de mecanismos.

A propriedade, contudo, depende criticamente de que os lances permaneçam de fato selados até o fechamento. É essa dependência que faz do leilão de Vickrey o mecanismo escolhido por este trabalho: por ter sua principal virtude, a truthfulness, atrelada ao sigilo dos lances, ele é, a um só tempo, o caso mais relevante e o mais sensível à exposição.

Em uma blockchain pública nativa, ocorre o oposto: cada lance submetido fica imediatamente legível no mempool, exposto a copy-trading (imitação tática do lance alheio antes da confirmação), a frontrunning (estratégia em que um observador insere sua própria transação imediatamente à frente de outra que ele acabou de ver no mempool) por parte de validadores, e à atuação de bots automatizados que monitoram a rede em busca de oportunidades de lucro. Esse conjunto de práticas é documentado na literatura sob o termo Maximal Extractable Value (MEV), entendido como o valor que produtores de blocos e bots conseguem extrair ao manipular a ordem ou o conteúdo das transações que processam, conforme .

A solução clássica para esse problema na engenharia de contratos inteligentes (programas armazenados na blockchain que executam exatamente como foram codificados, sem intervenção humana possível depois da implantação) é o esquema commit-reveal, em que cada participante submete, em uma primeira transação, apenas um hash do lance1, e revela o valor em texto claro em uma segunda transação posterior ao prazo de comprometimento.

Embora útil como paliativo, o esquema apresenta limitações estruturais: exige duas transações por participante; expõe os lances perdedores ao final do processo; é vulnerável a ataques de não-revelação; e não preserva a propriedade de truthfulness de forma natural quando aplicado ao leilão de Vickrey.

Uma alternativa distinta surge com a maturação da Fully Homomorphic Encryption (FHE), classe de esquemas criptográficos que permite executar somas, comparações e seleções diretamente sobre dados cifrados, sem nunca decifrá-los, de modo que o resultado de uma computação sobre ciphertexts, quando finalmente decifrado, é idêntico ao resultado da mesma computação executada sobre os textos claros. Originalmente formulada por como construção teórica e materializada em variantes praticáveis ao longo da última década, a FHE chega a contratos inteligentes por meio de plataformas como a fhEVM da e, mais recentemente, a Fhenix CoFHE (), adotada neste trabalho. Essas plataformas oferecem tipos cifrados e operações homomórficas (operações aritméticas e de comparação feitas diretamente sobre os dados cifrados, sem decifrá-los) a contratos escritos em Solidity2, permitindo que um contrato receba lances cifrados, compute o vencedor e o segundo maior valor sem decifrar os lances individuais e revele apenas o mínimo necessário ao final.

Esse encontro entre blockchain pública, criptografia avançada e teoria de mecanismos define o objeto deste trabalho. Para tornar o problema concreto, o trabalho adota como exemplo aplicacional a alocação primária de tokens representativos de Real-World Assets (RWA), categoria que inclui ativos do mundo físico ou financeiro tradicional representados como tokens negociáveis em blockchain, como recebíveis comerciais, frações de imóveis, royalties e instrumentos de crédito. Nesse contexto, compradores institucionais costumam hesitar em participar de leilões públicos por receio de revelar suas curvas de preço a concorrentes. Embora o exemplo seja útil para fixar a discussão, o problema investigado é genérico e se aplica a qualquer leilão selado executado em blockchain pública.

1.2 Motivação

Esta seção detalha o problema em cinco passos: (i) a transparência forçada das blockchains públicas; (ii) a economia que se forma sobre essa transparência; (iii) o paliativo dominante (commit-reveal) e seus limites; (iv) o caso aplicacional escolhido (Real-World Assets); (v) o que a Fully Homomorphic Encryption oferece que as alternativas anteriores não oferecem.

1.2.1 Vazamento de informação em leilões nativos

Em uma blockchain pública, toda transação atravessa três etapas observáveis, detalhadas na §2.1.4 e na §2.1.5: a difusão pela rede até o mempool, onde qualquer nó pode lê-la antes da confirmação; a inclusão em um bloco, em posição escolhida pelo produtor do bloco segundo seus próprios critérios; e o registro permanente e auditável no histórico da rede. Cada etapa vaza informação distinta: no mempool, quem submeteu, quanto e quando; no bloco, a ordem relativa entre transações concorrentes; no histórico, a possibilidade de reconstruir a posteriori toda a sequência de lances de qualquer leilão já realizado.

Para um leilão selado, esse comportamento é o oposto do que o mecanismo exige. Um leilão selado pressupõe, por definição, que cada participante decida o seu lance sem conhecer o lance dos demais. Quando a infraestrutura de execução expõe os lances no instante em que eles são submetidos, o atributo de "selado" deixa de ter significado: o participante que observa o mempool ajusta sua estratégia em tempo real, transformando o que deveria ser um leilão de informação privada em uma negociação pública sequencial.

O problema agrava-se quando os participantes têm capacidades técnicas desiguais. Um investidor institucional que monta um lance grande precisa precificar o ativo com base em sua avaliação interna de risco, liquidez e custo de capital. Esse processo de avaliação é, ele próprio, um ativo proprietário, construído ao longo de meses ou anos de pesquisa. Quando o lance que reflete essa avaliação se torna público no mempool, concorrentes com estruturas de capital semelhantes podem inferir, em frações de segundo, a curva interna de precificação do submissor. O resultado tende a ser um forte desincentivo à participação institucional em leilões públicos. Plataformas que dependem da participação desses agentes, em especial as que tratam de ativos do mundo real, sofrem as consequências em forma de menor liquidez e preços de mercado distorcidos.

Há ainda um vetor menos evidente, mas igualmente relevante: a análise forense retroativa. Mesmo que um leilão se conclua sem incidente aparente, o registro permanente dos lances expõe, para sempre, o perfil de precificação de cada participante. Em um ambiente competitivo, essa exposição vira insumo para todos os leilões futuros, criando um efeito cumulativo em que cada participação reduz, marginalmente, a vantagem informacional dos participantes recorrentes.

1.2.2 MEV e a economia da transparência forçada

A observabilidade do mempool, somada ao controle do ordenamento de transações por parte de quem produz blocos, deu origem ao longo da última década a uma economia paralela que extrai valor justamente do conhecimento privilegiado sobre transações pendentes. Essa atividade é genericamente chamada de Maximal Extractable Value, ou MEV.

introduziram o termo no debate acadêmico por meio de uma análise empírica de exchanges descentralizadas, demonstrando a existência sistemática de bots especializados em explorar a janela de tempo entre a difusão e a confirmação de uma transação. , em survey mais recente, organizam o estado da arte em torno das principais formas de MEV e das estratégias de mitigação propostas pela comunidade.

No contexto de leilões em blockchain pública, três variantes de MEV são especialmente preocupantes.

A primeira é o frontrunning, situação em que um observador, ao detectar um lance pendente no mempool, submete sua própria transação com prioridade de gás (unidade interna da Ethereum que mede o custo computacional de uma transação e é convertida em pagamento ao validador na inclusão em bloco) superior. O bot consegue, assim, ser confirmado antes do lance original, alterando a alocação ou o preço de fechamento em seu favor. Em um leilão de Vickrey, frontrunning permite que um observador veja o maior lance corrente e submeta um lance ligeiramente superior, sabendo que pagará apenas o segundo maior preço, isto é, o valor original que ele havia copiado.

A segunda é a sandwich attack, em que o bot insere duas transações próprias, uma imediatamente antes e outra imediatamente depois da transação alvo. A configuração permite ao bot lucrar com a movimentação de preço causada pela transação do usuário, e é amplamente documentada em mercados de troca automatizada3. Em leilões, a forma adaptada do ataque consiste em inserir um lance fictício para forçar o leilão a um patamar mais alto e, em seguida, um lance contrário que captura o spread (a diferença entre o preço de compra e o de venda).

A terceira é a reordenação por validadores. Diferentemente das duas anteriores, ela não exige observação prévia: o produtor de blocos pode simplesmente escolher a ordem das transações dentro do bloco que monta, privilegiando ou prejudicando lances específicos conforme seu interesse. A economia que emerge dessa capacidade é estudada sob o nome de Proposer-Builder Separation, padrão arquitetural que separa quem propõe blocos de quem efetivamente os monta, com a intenção de limitar o poder de reordenação concentrado em um único agente; o desenho admite variações que são parcialmente bem-sucedidas como mitigantes, mas nenhuma elimina o vetor por completo.

A literatura propõe paliativos no nível da rede e do consenso, como mempools privados, threshold encryption e ordenação determinística, discutidos na §2.1.5; todos exibem o mesmo padrão: reduzem a margem de ataque em uma dimensão e a deslocam para outra, sem eliminar a causa.

A consequência prática para leilões em blockchain pública é que qualquer mecanismo que apoie sua segurança em manter os lances no mempool (mesmo que por poucos segundos) opera em terreno hostil. Uma solução de fundo exige que o lance jamais apareça em texto claro durante todo o ciclo de vida da transação, do envio à confirmação, do envio à decisão final do leilão.

1.2.3 Limites do esquema commit-reveal

A resposta clássica da engenharia de contratos inteligentes ao problema do mempool exposto é o esquema commit-reveal. descrevem essa abordagem de forma sistemática no contexto específico de leilões selados verificáveis na Ethereum, e o padrão tornou-se desde então o paliativo dominante no ecossistema.

A ideia é simples e atraente. Em uma primeira fase, dita de comprometimento, o participante submete ao contrato um hash criptográfico de seu lance, junto a um nonce aleatório4. O hash não revela o valor (graças às propriedades de pré-imagem da função criptográfica utilizada), mas amarra o participante a ele de forma irrevogável. Em uma segunda fase, dita de revelação, e iniciada apenas após o fim do prazo de comprometimento, o participante revela ao contrato o valor original e o nonce. O contrato recomputa o hash e verifica que ele coincide com o que foi comprometido. Lances inconsistentes são rejeitados; lances consistentes entram na contagem final.

O esquema apresenta, contudo, quatro limitações estruturais.

A primeira é a experiência de uso (user experience, UX) degradada pela dupla transação. Cada participante precisa enviar duas transações em momentos distintos, com risco de esquecer a segunda, falhar por congestionamento de rede ou simplesmente não estar disponível na janela de revelação. Cada transação carrega seu próprio custo de gás, dobrando o custo nominal de participação. Para o participante esporádico, a fricção é alta; para a plataforma, a taxa de participação tende a ser menor que em mecanismos de transação única.

A segunda é o non-reveal griefing (do inglês grief, sabotar; aqui, sabotagem por meio da não-revelação). Como a revelação acontece em uma janela de tempo posterior ao comprometimento, um participante que já sabe ter perdido o leilão (por observar os comprometimentos dos demais ou simplesmente por mudar de ideia) tem incentivo a não revelar, deixando o resultado parcialmente indeterminado.

Mitigações usuais envolvem caução obrigatória, exclusão por timeout (prazo-limite após o qual o participante que não revelou é penalizado ou descartado) ou re-leilões automáticos, todas adicionando complexidade ao contrato e custo ao participante. discutem essas mitigações no caso verificável; em qualquer caso, nenhuma delas elimina o vetor sem sobreposição de outros custos.

A terceira é a exposição final dos lances perdedores. Por construção, o esquema commit-reveal exige que todos os lances sejam revelados ao final para que o vencedor seja determinado. Os lances que não venceram tornam-se conhecimento público, expondo a curva de precificação de cada participante para todos os futuros leilões. O esquema preserva o sigilo durante o leilão, mas o desfaz no momento da finalização. Para participantes recorrentes, o efeito acumulado é o de uma transparência apenas diferida: o sigilo não é garantido, mas somente adiado até o encerramento de cada leilão, de modo que a curva de precificação de cada participante acaba exposta aos concorrentes dos leilões seguintes.

A quarta limitação é a incompatibilidade natural com Vickrey. No leilão de Vickrey, basta saber qual é o segundo maior lance para calcular o preço de fechamento. Em commit-reveal, contudo, é necessário revelar pelo menos os dois maiores valores (e, na prática, todos eles, para saber quais são os dois maiores). Mesmo se o esquema fosse adaptado para revelar apenas os dois maiores, o segundo colocado, que perdeu o leilão, teria seu lance exposto, comprometendo o sigilo justamente no quesito que mais importa para preservar a estratégia futura desse participante. Em outras palavras, commit-reveal e Vickrey, embora ambos endereçem leilões selados, operam em planos de privacidade incompatíveis sem alguma forma de criptografia adicional sobre os valores.

A combinação desses quatro pontos indica que o commit-reveal é uma solução parcial: melhor que lances em texto claro, mas longe de oferecer o sigilo necessário para que leilões de Vickrey on-chain operem com a propriedade de truthfulness preservada e com lances perdedores efetivamente protegidos.

1.2.4 Real-World Assets como caso aplicacional

Real-World Assets, ou RWA, designa o conjunto de ativos do mundo físico ou financeiro tradicional representados como tokens em blockchain. A categoria abrange recebíveis comerciais, frações de imóveis, royalties, títulos de dívida, créditos de carbono, lastros em commodities e até obras de arte. O elo comum entre esses ativos é o fato de que sua existência fora da blockchain precisa ser representada, com algum mecanismo de custódia ou amarração jurídica, em uma forma transferível e combinável dentro da blockchain.

Esse universo é distinto, em natureza econômica, do universo dos ativos nativos do ecossistema cripto. Os ativos nativos (criptomoedas, tokens de protocolo, NFTs5 especulativos) são, na sua maioria, lastreados apenas em expectativas e regras de protocolo. Os ativos do mundo real, por contraste, têm valor independente da blockchain e operam sob lógica financeira tradicional: fluxos de caixa, prazos, taxas de juros, garantias. Essa diferença muda o perfil dos participantes. Enquanto leilões de tokens nativos atraem majoritariamente participantes individuais com perfis de risco elevado, leilões de RWA atraem investidores institucionais, isto é, gestores de fundos profissionais, mesas proprietárias de bancos (áreas em que o banco investe seu próprio capital), family offices6 e fundos de pensão, todos sujeitos a mandatos de risco rigorosos e a fortes pressões de sigilo competitivo.

Várias plataformas operam ativamente nesse espaço. A distribui tokens lastreados em títulos do tesouro americano. A intermedia tokens de recebíveis comerciais. A administra pools de crédito privado lastreados em empréstimos institucionais. Cada uma dessas plataformas, em algum ponto de seu fluxo, precisa alocar tokens novos a investidores, e a forma como essa alocação é feita define a justiça do preço inicial e a satisfação dos participantes. Algumas dessas alocações ocorrem por leilão; outras, por fixed price com lista de prioridade; outras ainda, por mecanismos híbridos. Em todas elas, o sigilo da intenção do investidor é uma propriedade desejada, ainda que raramente preservada na prática.

Um caso ilustrativo da relevância da interseção entre FHE e RWA é o Zaiffer Protocol (), joint venture7 entre a Zama e a PyratzLabs anunciada em 2026. A iniciativa é evidência concreta de que a aplicação de criptografia homomórfica a fluxos de RWA não é especulativa: existe esforço de engenharia em produção investido em viabilizar exatamente o tipo de mecanismo que este trabalho investiga.

RWA combina quatro fatores que tornam o conflito entre transparência da blockchain e sigilo do participante mais agudo do que em outras aplicações de leilão: alta concentração de capital institucional, alta sensibilidade competitiva, alto custo de informação vazada e demanda concreta de mercado. É por isso que esse domínio é usado como exemplo aplicacional ao longo do trabalho.

1.2.5 Síntese: a oportunidade da FHE

Os pontos anteriores convergem para uma constatação simples. Leilões em blockchain pública precisam, simultaneamente, de duas propriedades que a infraestrutura nativa não oferece: que os lances permaneçam sigilosos durante todo o ciclo de execução e que apenas o estritamente necessário ao funcionamento do mecanismo seja revelado ao final. Os esquemas existentes oferecem uma dessas propriedades, mas não as duas. Lances em texto claro não oferecem nenhuma. O esquema commit-reveal oferece sigilo durante o leilão, mas exige a revelação completa de todos os lances ao final. Mempools privados protegem a transação individual, mas não eliminam a observabilidade pós-confirmação. Threshold encryption no nível do consenso ainda não está em produção e depende de premissas de honestidade.

A Fully Homomorphic Encryption opera de forma diferente. Em vez de ocultar temporariamente o lance, ela permite que o lance permaneça cifrado de ponta a ponta, e que o cálculo do vencedor e do preço de fechamento ocorra diretamente sobre os dados cifrados. Quando o resultado é finalmente decifrado, somente o estritamente necessário (no caso de Vickrey, o segundo maior preço e a identidade do vencedor) é exposto. Os lances perdedores nunca aparecem em texto claro, em nenhum momento, em lugar algum.

Essa propriedade, o sigilo permanente dos lances perdedores, é o que motiva o restante deste trabalho. As seções seguintes formalizam o problema de pesquisa (§1.3), a hipótese investigada (§1.4) e os objetivos específicos (§1.5) que dão forma à investigação.

1.3 Problema de pesquisa

Duas perguntas complementares orientam este trabalho. A primeira, principal e de natureza construtiva, é a seguinte:

É possível executar um leilão de Vickrey em blockchain pública sem vazar nenhum lance além do preço de fechamento, preservando a propriedade de truthfulness?

Respondê-la exige demonstrar que existe uma implementação capaz de satisfazer simultaneamente as garantias de privacidade e de incentivo, executável em uma blockchain pública real, e caracterizar formalmente o que o mecanismo revela sob um modelo de adversário explícito, incluindo a incerteza residual sobre os lances não revelados. A segunda pergunta, secundária e de natureza avaliativa, decorre da primeira:

A que custo operacional, em gás e em latência, essa execução é viável?

Respondê-la exige medir, de forma reproduzível, o custo da implementação, de modo que o leitor compreenda o que se paga ao adotar a abordagem proposta.

1.4 Hipótese

A hipótese investigada por este trabalho é a seguinte:

H: é possível implementar um leilão de Vickrey em blockchain pública utilizando Fully Homomorphic Encryption por meio da plataforma Fhenix CoFHE de modo a preservar simultaneamente (a) o sigilo permanente de todos os lances individuais, com exceção da revelação controlada do segundo maior preço ao final do processo; (b) a propriedade de truthfulness intrínseca ao mecanismo de Vickrey; e (c) viabilidade prática em ambiente de testnet pública (rede de testes que replica o funcionamento da rede principal, sem valor financeiro real) em escala de pequenos a médios leilões institucionais (até cerca de dez participantes), sob custo de gás e latência mensuráveis e documentados.

A validação dessa hipótese é feita por meio da implementação de um contrato Solidity sobre a Fhenix CoFHE, acompanhada de interface gráfica web e implantação em testnet pública, descrita no capítulo 4 e avaliada no capítulo 5.

1.5 Objetivos

Os objetivos são apresentados em dois níveis: o Objetivo Geral (§1.5.1) enuncia a entrega central do trabalho, e os Objetivos Específicos (§1.5.2) a decompõem em resultados verificáveis.

1.5.1 Objetivo Geral

Investigar a viabilidade técnica e empírica da execução de leilões de Vickrey confidenciais em blockchain pública mediante a implementação completa do mecanismo sobre a Fhenix CoFHE, caracterizando seu custo computacional (gás, latência, tamanho de calldata), seu perfil de vazamento de informação sob modelo de adversário explícito e sua viabilidade prática em testnet pública.

1.5.2 Objetivos Específicos

A consecução do objetivo geral exige a realização de seis objetivos específicos, cada um endereçado em um ou mais capítulos do trabalho.

  1. Caracterizar o problema do vazamento de informação em leilões nativos de blockchain pública, bem como os limites das abordagens existentes para mitigá-lo (esquema commit-reveal, mempools privados, propostas de threshold encryption no nível do consenso). Esse objetivo é endereçado na §1.2 e nos capítulos 3 e 4.

  2. Implementar um contrato Solidity de leilão de Vickrey privado em Fhenix CoFHE (ConfidentialVickreyAuction.sol), resolvendo o problema da exclusão e o tratamento determinístico de empates sobre as primitivas da FHE.sol da Fhenix. Esse objetivo é endereçado no capítulo 4.

  3. Construir uma interface gráfica web com cifração realizada no próprio navegador via WebAssembly8 por meio do pacote @cofhe/sdk, viabilizando a demonstração interativa do leilão entre usuários reais em testnet pública. Esse objetivo é endereçado no capítulo 4.

  4. Realizar a implantação funcional ponta-a-ponta em testnet pública com a Fhenix CoFHE ativa (Arbitrum Sepolia ou rede equivalente) e validar a corretude do mecanismo por meio da execução de um leilão real entre múltiplos participantes, integrando o contrato, a Threshold Services Network da Fhenix (rede de nós que detém em conjunto, por meio de fragmentação criptográfica, a chave de decifração, e exige cooperação de um quórum mínimo entre eles para revelar qualquer valor cifrado) e a interface gráfica desenvolvida. Esse objetivo é endereçado nos capítulos 4 e 5.

  5. Avaliar empiricamente a implementação sob dois eixos complementares: (a) custo computacional, medindo gás (por operação e total), latência por fase, latência percebida pelo usuário e tamanho de calldata (porção de uma transação que carrega os argumentos da chamada de função, cobrada em gás conforme o seu volume) em populações de 3, 5 e 10 participantes, com pelo menos cinco repetições por configuração; e (b) vazamento de informação sob modelo de adversário explícito, com análise qualitativa (tabela de capabilities) e quantitativa (incerteza residual sobre os lances perdedores). Esse objetivo é endereçado nos capítulos 4 e 5.

  6. Discutir os trade-offs, limitações e ameaças à validade do trabalho, bem como apontar direções de extensão futura, em especial a comparação empírica controlada com baselines em commit-reveal e texto claro, a generalização para leilões multi-unit (em que várias unidades de um mesmo ativo são ofertadas e alocadas simultaneamente) e a aplicação do padrão arquitetural a outros mecanismos de leilão (Dutch, English, double auction). Esse objetivo é endereçado nos capítulos 5 e 6.

Atingir esses seis objetivos é o que permite responder às perguntas de pesquisa formuladas em §1.3 e testar a hipótese formulada em §1.4.

1.6 Escopo

Este trabalho concentra-se em:

  • Leilão de Vickrey de unidade única, isto é, um único item ofertado e um único vencedor por instância de leilão.
  • Um único contrato em Solidity sobre a Fhenix CoFHE, sem implementações comparativas.
  • Caracterização empírica da implementação (gás por operação e por leilão completo, latência por fase, tamanho de calldata) em populações de 3, 5 e 10 participantes, com pelo menos cinco repetições por configuração.
  • Demonstração funcional ponta-a-ponta em testnet pública, com leilão real executado entre múltiplos participantes.
  • Interface gráfica web realizando cifração no cliente via @cofhe/sdk e expondo o fluxo completo do leilão (submissão de lances cifrados, fechamento, revelação cliente-orquestrada do resultado).
  • Análise formal de vazamento de informação sob modelo de adversário explícito, com componente quantitativo de incerteza residual sobre os lances perdedores.
  • Emprego do domínio de Real-World Assets apenas como narrativa ilustrativa, que motiva e contextualiza o mecanismo; os tokens de RWA usados na demonstração são simulados, sem integração com ativos reais.

Permanecem explicitamente fora do escopo:

  • Implementações comparativas em commit-reveal ou em texto claro, e o benchmark comparativo correspondente. Esses esquemas são discutidos qualitativamente nos capítulos 3 e 4, sem serem implementados nem medidos empiricamente neste trabalho.
  • Versão multi-unit do leilão, isto é, múltiplos itens ofertados simultaneamente. A extensão é mencionada no capítulo 6 como trabalho futuro.
  • Comparação prática com sistemas baseados em Zero-Knowledge Proofs (ZKPs). Tais sistemas são citados em trabalhos relacionados (capítulo 3) como ponto de referência arquitetural, mas não são implementados nem avaliados empiricamente.
  • Discussão de aspectos regulatórios, jurídicos, normativos, de compliance (conformidade com normas aplicáveis), de identificação obrigatória de clientes (Know Your Customer, KYC) ou de prevenção à lavagem de dinheiro (Anti-Money Laundering, AML), que fogem ao recorte técnico do trabalho.
  • Otimizações avançadas de gás além do padrão da plataforma Fhenix CoFHE. Eventuais melhorias surgidas durante a implementação são bem-vindas, mas não constituem objetivo central.
  • Análise estatística extensiva das medidas empíricas. O número de cinco repetições por configuração é limitação aceita em função do custo de gás em testnet pública; média e desvio padrão são reportados como indicadores, não como teste estatístico formal.

1.7 Contribuições

Este trabalho oferece as seguintes contribuições:

  1. Implementação Vickrey em Fhenix CoFHE: contrato Solidity (ConfidentialVickreyAuction.sol) executando leilão de Vickrey privado sobre a Fhenix CoFHE, com o problema da exclusão e o tratamento determinístico de empates resolvidos sobre as primitivas da FHE.sol da Fhenix. Constitui, até onde foi possível verificar na literatura consultada, a primeira implementação acadêmica documentada de Vickrey privado sobre a Fhenix CoFHE, complementando o proof-of-concept (PoC), implementação demonstrativa de viabilidade sem pretensão de uso em produção, oficial mantido pela Fhenix, que cobre apenas o caso de primeiro preço ().

  2. Caracterização empírica de custo: medição reproduzível de gás por operação e por leilão completo, latência por fase e tamanho de calldata da implementação Fhenix em populações sintéticas de 3, 5 e 10 participantes, com pelo menos cinco repetições por configuração. Os resultados são apresentados com média e desvio padrão.

  3. Análise estruturada de vazamento de informação: modelo de adversário explícito, tabela de capabilities observáveis na implementação Fhenix e medida quantitativa baseada em incerteza residual sobre os lances perdedores. A análise permite afirmar formalmente o que o adversário aprende ao final do leilão e o que permanece protegido.

  4. Demonstração funcional ponta-a-ponta em testnet pública, acompanhada de interface gráfica de uso: implantação do contrato em testnet pública, com leilão real executado entre múltiplos participantes por meio de uma interface web que realiza a cifração do lance no navegador via @cofhe/sdk e expõe o fluxo completo de submissão, fechamento e revelação cliente-orquestrada do resultado. A demonstração comprova a viabilidade da abordagem fora de ambiente simulado e oferece um artefato reproduzível para validação por terceiros.

O conjunto de contribuições acima constitui o eixo original deste trabalho. A técnica de máscara homomórfica para cálculo do segundo maior valor sobre lances cifrados, central para a implementação, é discutida em fontes diversas no ecossistema FHE on-chain, incluindo material de literatura cinza (); o capítulo 4 detalha a formalização aqui adotada e seu porte para a Fhenix CoFHE. A originalidade desta investigação está em entregar, até onde foi possível verificar na literatura consultada, a primeira implementação acadêmica documentada de leilão de Vickrey privado sobre a Fhenix CoFHE, acompanhada de análise formal de vazamento sob modelo de adversário explícito e de validação ponta-a-ponta em testnet pública com interface gráfica reproduzível.

1.8 Estrutura do trabalho

Os capítulos seguintes apresentam, nesta ordem, os elementos necessários à investigação proposta.

  • O capítulo 2 apresenta a fundamentação teórica necessária à compreensão do restante do texto, incluindo conceitos de blockchain, criptografia, Fully Homomorphic Encryption, sua variante TFHE, a plataforma Fhenix CoFHE adotada, teoria de leilões selados, propriedade de truthfulness, e uma discussão sobre resistência a ataques quânticos.

  • O capítulo 3 revisa os trabalhos relacionados, organizados em sete grupos temáticos: fundamentação de FHE e criptografia pós-quântica, contratos confidenciais sobre FHE, teoria de leilões, leilões privados pré-blockchain, leilões on-chain e privacidade, MEV e mitigações, e literatura técnica de engenharia.

  • O capítulo 4 apresenta o desenvolvimento do trabalho em quatro blocos integrados. A §4.1 formaliza o problema e o modelo de ameaça, descrevendo o adversário considerado e os objetivos de privacidade exigidos. A §4.2 apresenta a solução proposta, com ênfase na arquitetura FHE, no chamado problema da exclusão (cálculo do segundo maior valor sem decifrar o vencedor), no tratamento de empates e no fluxo de execução em alto nível. A §4.3 especifica e modela o sistema, cobrindo requisitos, Atores e Casos de Uso, modelo de dados, interface do contrato, operações FHE, Diagramas de Sequência e máquina de estados. A §4.4 descreve a implementação concreta: o contrato em Solidity, a interface gráfica web, a implantação em testnet pública e a estrutura do conjunto de testes (em ambiente Hardhat com mock CoFHE, uma simulação local do coprocessador que dispensa rede e custo de gás). A §4.5 encerra o capítulo consolidando, em uma tabela, as garantias obtidas pela arquitetura e os mecanismos que as sustentam.

  • O capítulo 5 apresenta a metodologia de avaliação e os resultados coletados, incluindo medições de gás e latência da implementação Fhenix e análise quantitativa de vazamento de informação, seguida de discussão sobre trade-offs, limitações observadas e ameaças à validade do trabalho.

  • O capítulo 6 conclui o texto e aponta direções de trabalho futuro, incluindo a extensão para leilões multi-unit, escalabilidade e a aplicação dos princípios apresentados a outros mecanismos de leilão.

Notas

  1. Valor curto e de tamanho fixo derivado do lance original de forma irreversível, que funciona como uma impressão digital.

  2. Linguagem dominante para a escrita de contratos inteligentes na Ethereum, com sintaxe inspirada em JavaScript.

  3. AMMs, exchanges descentralizadas em que o preço de troca de dois ativos é determinado por uma fórmula matemática aplicada sobre reservas mantidas em pools de liquidez.

  4. Número de uso único anexado ao lance para impedir que dois compromissos com o mesmo valor produzam o mesmo hash, o que daria pistas ao adversário.

  5. Do inglês non-fungible tokens, tokens não-fungíveis que representam ativos digitais únicos.

  6. Estruturas privadas de gestão patrimonial de grandes famílias.

  7. Sociedade empresarial formalizada para uma operação ou um projeto específico.

  8. WASM, padrão de execução binária portátil que permite rodar código compilado nativamente dentro do navegador, com desempenho próximo ao de uma aplicação local.