Trabalhos Relacionados

Este capítulo organiza a literatura relevante ao trabalho em sete grupos temáticos e fecha com uma síntese comparativa que situa esta investigação em relação às alternativas existentes. A revisão privilegia os trabalhos diretamente comparáveis, isto é, aqueles que tratam de leilões selados em ambientes adversariais ou que constituem fundamento criptográfico explicitamente utilizado. Trabalhos cuja fundamentação já foi feita no capítulo 2 são aqui retomados de forma resumida, com remissão à seção apropriada, evitando repetição desnecessária.

3.1 FHE e criptografia pós-quântica

A linhagem teórica que sustenta a parte criptográfica do trabalho está fundamentada no capítulo 2 e é aqui apenas posicionada. Gentry (2009) estabeleceu a primeira construção viável de FHE; as construções posteriores (BGV, BFV, CKKS, TFHE) consolidaram famílias de esquemas otimizados para diferentes cargas de trabalho, descritas em Brakerski, Gentry e Vaikuntanathan (2014), Fan e Vercauteren (2012), Cheon, Kim, Kim e Song (2017), e Chillotti et al. (2020a). A biblioteca CONCRETE, de Chillotti et al. (2020b), é a implementação de referência do TFHE mantida pela Zama e a base sobre a qual operam plataformas FHE on-chain como a fhEVM da própria Zama (ZAMA, 2024; HINDI, 2024) e a Fhenix CoFHE (FHENIX, 2026a).

A discussão de resistência a ataques quânticos foi tratada em §2.4. Os trabalhos de Mallick et al. (2025) e Ipsen (2026) cobrem o impacto de ataques pós-quânticos sobre blockchain e os desafios de migração de protocolos descentralizados, fornecendo o contexto que dá relevância prática à propriedade quantum-resistant do TFHE. Esta propriedade é herdada por este trabalho ao adotar a Fhenix CoFHE como plataforma (FHENIX, 2026a), sem que isso constitua contribuição original; o que se argumenta em §4.1 e no capítulo 5 é que essa propriedade torna-se especialmente valiosa em leilões cujos registros são imutáveis e públicos, como ocorre em blockchain.

3.2 FHE em contratos inteligentes

A aplicação de FHE a contratos inteligentes é um campo recente, situado em algum ponto entre a literatura clássica de FHE e a engenharia de smart contracts. Quatro trabalhos compõem o núcleo dessa interseção e são revisados a seguir.

Solomon, Weber e Almashaqbeh (2021) propuseram, no que ficou conhecido como smartFHE, uma arquitetura acadêmica para contratos inteligentes preservando privacidade por meio de FHE. O trabalho antecede e prefigura, em vários aspectos, a realização prática que viria com a fhEVM. Os autores discutem trade-offs de gás e estratégias de delegação de computação ao tempo em que o ecossistema ainda não dispunha de uma plataforma onde testar essas ideias em larga escala. Em contraste com este estudo, smartFHE é um framework genérico, sem implantação real; aqui adota-se uma plataforma concreta e foca-se em um mecanismo específico (Vickrey).

Zyskind et al. (2024), em FHE-Rollups, abordaram a questão da escalabilidade de contratos confidenciais baseados em FHE, propondo arquiteturas de rollup¹ especializadas em mover a computação cifrada para fora da camada base sem comprometer a verificabilidade. O foco do trabalho é arquitetural e independe do mecanismo aplicacional sendo executado. Este estudo opera no nível imediatamente abaixo, isto é, em um contrato específico sobre a Fhenix CoFHE, sem entrar no projeto de rollup. As constatações de gás reportadas em FHE-Rollups são relevantes como ordem de grandeza de referência para a discussão do capítulo 5.

Aronoff et al. (2025), em uma systematization of knowledge², organizam o estado da arte do campo, comparam plataformas (incluindo fhEVM), discutem ameaças, e propõem taxonomias para futuras contribuições. O artigo é a referência mais completa e recente para situar trabalhos no escopo desta investigação. Em particular, a categoria "aplicações específicas sobre plataformas FHE on-chain com avaliação empírica" é onde esta pesquisa se inscreve, e a SoK identifica explicitamente essa categoria como pouco povoada na literatura, justificando o tipo de contribuição aqui proposta.

A documentação oficial das plataformas FHE on-chain, agregada no whitepaper da fhEVM publicado pela Zama (2024), em peças complementares como o post de Hindi (2024) sobre o coprocessor e, no caso da Fhenix CoFHE adotada neste trabalho, na descrição arquitetural publicada pela Fhenix (2026b), completa o quadro. Esses materiais não são literatura acadêmica em sentido estrito, mas constituem fonte primária das arquiteturas envolvidas e são citados ao longo do trabalho sempre que se faz necessário fundamentar decisões de design.

3.3 Teoria de leilões e mechanism design

A fundamentação teórica do mecanismo foi tratada em §2.5. Vickrey (1961) estabeleceu o leilão de segundo preço selado e sua propriedade de truthfulness; Krishna (2009) é a referência canônica para o tratamento moderno de mechanism design e teoria de leilões. Estes dois trabalhos formam a base sobre a qual qualquer discussão de leilões privados precisa se apoiar. Não há, na literatura, controvérsia significativa sobre a definição ou as propriedades do leilão de Vickrey; o que se discute é como executá-lo em ambientes onde os pressupostos de sigilo dos lances são desafiados.

3.4 Leilões privados pré-blockchain

Antes do surgimento das blockchains, a literatura criptográfica já havia desenvolvido protocolos para realizar leilões selados sem que nenhum lance individual fosse revelado a nenhuma parte. A abordagem dominante baseava-se em Secure Multiparty Computation (MPC), na qual múltiplas partes computam conjuntamente uma função sobre suas entradas privadas sem revelar essas entradas umas às outras. Três trabalhos sintetizam o desenvolvimento e a maturação dessa tradição.

Naor, Pinkas e Sumner (1999), em artigo seminal apresentado na primeira ACM Conference on Electronic Commerce, propuseram um protocolo de leilão privado em modelo two-party envolvendo um leiloeiro e uma terceira parte chamada auction issuer. O protocolo garante que o leiloeiro só conhece o vencedor e o preço de fechamento, sem aprender os lances perdedores, desde que a terceira parte e o leiloeiro não cooperem entre si com o objetivo de fraudar o processo. O modelo é importante historicamente como precursor de muito do que viria depois, mas a premissa de que essas duas partes operam de forma genuinamente independente é forte e o protocolo não escala diretamente para o cenário totalmente descentralizado de uma blockchain pública.

Brandt (2006), em How to obtain full privacy in auctions, formalizou o conceito de full privacy em leilões, definido como a propriedade de que nenhuma informação além do estritamente necessário (vencedor e preço) seja revelada a qualquer participante, incluindo o leiloeiro. O autor apresenta protocolos baseados em MPC distribuído entre os próprios participantes do leilão, eliminando a necessidade de uma terceira parte confiável. A construção tem custo de comunicação elevado: o número de mensagens trocadas cresce de forma significativa com o número de participantes.

Bogetoft et al. (2009), em Secure Multiparty Computation Goes Live, descrevem a primeira implantação de MPC em produção fora de ambiente acadêmico. Trata-se do leilão duplo anual de cotas de produção de beterraba da Dinamarca, realizado entre cooperativas de agricultores e a indústria processadora. O caso é referência histórica obrigatória: demonstra que protocolos privados de leilão podem operar em escala real, com participantes não-técnicos e em alto valor financeiro, embora ao custo de uma infraestrutura coordenada e dependência de partes computadoras designadas a priori.

A diferença arquitetural fundamental entre essa linhagem e a abordagem aqui adotada é que MPC requer, em geral, comunicação ativa entre partes computadoras durante a execução do protocolo, ao passo que a abordagem FHE permite que cada participante envie um ciphertext único e que toda a computação subsequente ocorra sem participação do submissor. Em uma blockchain pública, essa diferença muda o que é praticável: protocolos MPC genuínos exigiriam que cada lance fosse acompanhado por comunicação de múltiplas rodadas com servidores externos, padrão que não se encaixa no modelo de transações independentes da Ethereum.

3.5 Leilões on-chain

A literatura específica sobre leilões em blockchain é aquela mais diretamente comparável a esta investigação. Cinco trabalhos compõem o núcleo dessa categoria.

Galal e Youssef (2018), em Verifiable Sealed-Bid Auction on the Ethereum Blockchain, apresentaram o primeiro protocolo formal de leilão selado verificável na Ethereum. A construção utiliza o esquema commit-reveal e adiciona uma camada de provas zero-knowledge (provas de conhecimento zero, que demonstram que uma afirmação é verdadeira sem revelar a informação que a sustenta) para garantir a corretude da finalização sem confiar no leiloeiro. As limitações do esquema commit-reveal foram discutidas em §1.2.3 e são herdadas por essa construção: dupla transação por participante, exposição completa dos lances ao final, vulnerabilidade a non-reveal griefing. O trabalho permanece, contudo, como referência metodológica para a especificação formal do que é um "leilão verificável" no contexto de smart contracts.

Galal e Youssef (2019), em Trustee: Full Privacy Preserving Vickrey Auction on top of Ethereum, é a referência mais próxima desta pesquisa em termos de objetivo final. Os autores propõem um leilão de Vickrey on-chain com privacidade total, recorrendo a um Trusted Execution Environment (TEE, ambiente isolado no próprio processador em que o código executa protegido do sistema operacional e até de um administrador hostil), especificamente Intel SGX, para executar a lógica de cálculo do vencedor e do segundo preço sobre os lances cifrados. A arquitetura segue uma linha diferente daquela aqui proposta. Enquanto o Trustee delega a confiança a uma propriedade de hardware³, a abordagem FHE delega a confiança a propriedades matemáticas (dificuldade do problema LWE, conforme §2.3 e §2.4). As consequências práticas dessa diferença são significativas. TEEs como o SGX foram alvo de uma sucessão de ataques de canal lateral⁴ nos últimos anos, levando ao questionamento da robustez de suas garantias em cenários adversariais sofisticados; FHE, em compensação, paga em desempenho o custo de não depender de hipóteses de hardware. Trustee e a abordagem deste estudo podem ser vistos como duas respostas distintas à mesma pergunta de pesquisa, e a comparação direta entre as duas arquiteturas é referida na discussão do capítulo 5.

Zhang et al. (2023), em Trustworthy sealed-bid auction with low communication cost atop blockchain, focam em um eixo específico: minimizar o custo de comunicação entre participantes durante o leilão. A construção é baseada em primitivas criptográficas combinadas e oferece garantias de não-repúdio (impossibilidade de um participante negar, depois, que tenha submetido um determinado lance) e auditoria. O foco no custo de comunicação é complementar ao foco em gás e latência adotado neste estudo, e os resultados não são diretamente comparáveis em todos os eixos.

Li et al. (2024), em Sealed-bid Auctions on Blockchain with Timed Commitment Outsourcing, exploram um caminho alternativo: usar timed commitments⁵ computados por nós off-chain. A abordagem é interessante porque desloca a complexidade criptográfica para fora do contrato, mas introduz dependência de nós designados com garantias de honestidade ou de reputação. Em contraste, a abordagem FHE adotada neste trabalho não requer nós off-chain confiáveis no sentido de um único garantidor: o coprocessador da Fhenix CoFHE distribui a decifração entre os nós da Threshold Services Network, conforme descrito em §2.3, eliminando a dependência de qualquer participante individual.

Zhou et al. (2024), em FACT: Sealed-Bid Auction With Full Privacy via Threshold Fully Homomorphic Encryption, propõem uma direção alternativa dentro da própria família FHE: utilizar threshold FHE, em que a chave de decifração é dividida entre múltiplas partes via secret sharing e a recuperação do resultado requer cooperação de pelo menos t dentre N detentoras de fragmentos. A construção elimina a dependência de um único leiloeiro ou coprocessador confiável, satisfaz a noção de full privacy de Brandt (2006) ao revelar apenas o vencedor e o preço de fechamento, e admite extensão direta para leilão de Vickrey, conforme observação dos próprios autores. O artigo apresenta avaliação experimental do protocolo isolado, sem implantação em uma plataforma blockchain específica. FACT ocupa, no espaço de design, o quadrante de "FHE com confiança distribuída na decifração". A Fhenix CoFHE adotada neste trabalho compartilha essa propriedade arquitetural por meio da Threshold Services Network descrita em §2.3, mas se diferencia de FACT por ser uma plataforma blockchain completa, com coprocessador, redes ativas e ferramenta de cliente, em vez de um protocolo isolado avaliado em laboratório.

Em conjunto, esses cinco trabalhos definem o terreno em que esta pesquisa se inscreve. As abordagens existentes ou herdam as limitações do commit-reveal, ou dependem de hardware específico, ou requerem nós off-chain confiáveis, ou tratam o problema sob um eixo distinto (comunicação), ou propõem FHE com confiança distribuída fora de uma plataforma blockchain concreta. Nenhuma delas entrega, em uma única implementação avaliada empiricamente em blockchain pública, a combinação de privacidade total dos lances perdedores, quantum-resistance, dependência exclusiva de premissas matemáticas e reprodutibilidade ponta-a-ponta com interface gráfica para usuários reais.

3.6 MEV e motivação prática

A literatura sobre Maximal Extractable Value foi tratada em §1.2.2. Daian et al. (2020) introduziram o termo no contexto acadêmico e demonstraram empiricamente sua existência sistemática em exchanges descentralizadas. Alipanahloo et al. (2024) consolidaram, em survey, o estado da arte das abordagens de mitigação. Esses trabalhos não tratam de leilões diretamente, mas fornecem o pano de fundo que justifica a necessidade de mecanismos de privacidade em leilões on-chain. A relação com este estudo é de motivação, não de comparação direta.

3.7 Referências de engenharia

Duas peças de literatura cinza estão diretamente relacionadas a este trabalho. Faruukku (2026), em post sobre o projeto VeilBid, registra aspectos práticos da implementação de leilões selados na fhEVM da Zama, incluindo números de gás observados na plataforma. A própria Fhenix mantém em seu repositório poc-sealed-bid-auction (FHENIX, 2026c) um proof-of-concept oficial de leilão selado em CoFHE, com contrato Solidity, frontend Next.js e o fluxo de duas etapas (requestSettlement + finalizeSettlement) discutido em §2.3.5. O PoC implementa leilão de primeiro preço, não de segundo preço, e portanto não atende à propriedade de truthfulness do mecanismo de Vickrey; serve, contudo, como ponto de partida prático e fonte de padrões de engenharia para a implementação Vickrey deste trabalho. Por não serem produção acadêmica, ambas as referências são citadas aqui para completude do quadro.

Entre as duas, o VeilBid de Faruukku (2026) é o trabalho mais próximo do desta investigação em finalidade: implementa leilão de Vickrey privado on-chain usando FHE e resolve o problema da exclusão por meio da mesma técnica de máscara homomórfica adotada na §4.2. Cabe, portanto, situar o que este TCC herda dele e em que pontos a presente implementação se diferencia. A diferença mais visível é de plataforma: o VeilBid opera sobre a fhEVM da Zama, e este trabalho sobre a Fhenix CoFHE. As duas plataformas compartilham a mesma base criptográfica (o esquema TFHE, conforme §2.2.6) e expõem ao desenvolvedor um conjunto análogo de tipos cifrados e operações homomórficas, mas divergem em três pontos relevantes para a implementação. Primeiro, a biblioteca de tipos é distinta: o VeilBid utiliza TFHE.sol, enquanto esta implementação utiliza a FHE.sol da Fhenix, com APIs próximas mas não idênticas, em especial nas chamadas de controle de acesso e na conversão de entradas cifradas. Segundo, o modelo de decifração difere de forma estrutural: na fhEVM da Zama, a revelação é orquestrada por um callback de oráculo disparado dentro do contrato, ao passo que na Fhenix a TSN é consultada pelo cliente off-chain e o resultado é publicado on-chain em uma transação subsequente, conforme descrito em §2.3.5; essa diferença obriga a um desenho diferente da máquina de estados do contrato. Terceiro, a Fhenix opera por um coprocessador modular acoplável a chains EVM existentes, enquanto a fhEVM da Zama, em sua linhagem original, opera como uma chain dedicada (HINDI, 2024 discute essa transição). Portar o padrão de máscara homomórfica do VeilBid para a Fhenix não é trivial: exige reescrever o fluxo de finalização, ajustar as chamadas de controle de acesso (ACL, isto é, a definição de quais endereços podem operar ou decifrar cada dado cifrado) e adaptar o tratamento determinístico de empates ao conjunto de primitivas disponíveis em FHE.sol.

Além das diferenças de plataforma, dois pontos diferenciam o presente trabalho do VeilBid em alcance. O primeiro é a análise formal de vazamento de informação sob modelo de adversário explícito, com componente quantitativo de incerteza residual sobre os lances perdedores, detalhada em §4.1 e operacionalizada no capítulo 5; o VeilBid, por sua natureza de literatura de engenharia, faz apenas observação qualitativa de privacidade. O segundo é a posição no espectro entre prototipagem e contribuição acadêmica documentada: o VeilBid é registro de engenharia em formato de post, sem o aparato de validação reproduzível, modelagem do adversário e medição sistemática esperado de uma contribuição acadêmica. Os dois trabalhos são, portanto, complementares: o VeilBid mostra que o padrão FHE para Vickrey é viável em uma plataforma da linhagem TFHE, e a validação desse fato em ambiente real motivou a escolha de plataforma deste trabalho; este TCC entrega esse padrão na Fhenix CoFHE, com análise formal, validação ponta-a-ponta em testnet pública e interface gráfica reproduzível, como descrito no capítulo 4.

3.8 Posicionamento e lacunas

A revisão das seções anteriores revela três grupos de respostas ao problema de leilões privados em blockchain pública: respostas baseadas em commit-reveal (com ou sem zero-knowledge), respostas baseadas em TEE (Intel SGX), e respostas baseadas em criptografia avançada (MPC ou FHE). Cada grupo paga, em alguma dimensão, o custo do sigilo que oferece. A tabela a seguir sintetiza os trabalhos comparáveis a este estudo nos eixos mais relevantes.

Tabela 1: Síntese comparativa dos trabalhos relacionados nos eixos mais relevantes.

A leitura cruzada da tabela aponta para duas lacunas que esta investigação propõe-se a preencher, somadas a uma constatação de posicionamento.

A primeira lacuna é a ausência de análise quantitativa de vazamento de informação em formato comparável. A maior parte dos trabalhos discute privacidade qualitativamente, em termos de "o vencedor é revelado" ou "os lances perdedores são protegidos", sem quantificar o quanto de informação ainda fica acessível ao adversário ao final do leilão. Esta pesquisa propõe um modelo de adversário explícito e uma medida quantitativa baseada em incerteza residual sobre os lances perdedores, conforme detalhado em §4.1 e operacionalizado no capítulo 5.

A segunda lacuna é a ausência de validação prática reproduzível com interface de uso. Os trabalhos da tabela são tipicamente apresentados como contribuições de protocolo ou de protótipo de pesquisa, sem que o caminho da reprodução por terceiros esteja preservado em forma utilizável. Este trabalho entrega, além do código do contrato, uma interface gráfica web operável em testnet pública, conforme descrito em §4.4. Essa entrega não constitui contribuição científica em si, mas atua como artefato de validação que permite verificar, fora do ambiente do autor, o funcionamento do mecanismo proposto.

Acrescenta-se um ponto de posicionamento sobre a plataforma escolhida. Na linhagem Fhenix há uma implementação pública anterior de leilão de Vickrey (TOMOSAIGON, 2024), que calcula o segundo maior lance sobre valores cifrados. Ela roda, contudo, sobre a Fhenix legada (a biblioteca @fhenixprotocol/contracts/FHE.sol), cujo modelo de decifração é síncrono e on-chain: as comparações entre lances são decifradas durante a própria fase de lances, o que expõe em tempo real se cada novo lance supera o maior corrente, um modelo distinto da decifração distribuída por threshold adotada pelo CoFHE. Trata-se, ademais, de um artefato de prototipagem, sem modelagem de adversário, análise de vazamento ou validação sistemática. Na literatura consultada até a data deste trabalho, não foi identificada nenhuma implementação acadêmica documentada de leilão de Vickrey (segundo preço) sobre a Fhenix CoFHE: o proof-of-concept oficial mantido pela própria Fhenix (FHENIX, 2026c) implementa apenas leilão de primeiro preço. Este estudo entrega, portanto, a primeira implementação acadêmica documentada de Vickrey privado sobre a Fhenix CoFHE, complementando o quadro existente e resolvendo o problema da exclusão (§4.2) que distingue o segundo preço do primeiro.

Esta investigação fecha uma lacuna metodológica: dar à comunidade um exemplar concreto, mensurado e replicável de leilão de Vickrey confidencial em blockchain pública, com análise formal de vazamento sob modelo de adversário explícito, executado sobre a Fhenix CoFHE (FHENIX, 2026a).