0 引言

电子拍卖的发展现状和面临的挑战，尤其是密封拍卖在网络环境下带来的新的安全问题，包括如何验证投标人身份的真实性，如何保证出价不可被篡改等。

同时，分析了传统密封拍卖方案以集中式方式管理整个拍卖过程所带来的弊端，如拍卖管理方权力过大、拍卖过程不透明等。

然后，提到了区块链技术具有去中心化、不可篡改、可追溯等特点，可以作为一种去中心化的信任管理办法，用于构建更加安全、透明的密封拍卖方式。

最后，介绍了一种基于区块链的可信密封拍卖方案，并对其核心功能进行了测试，验证了方案的有效性。

1 相关工作

现有研究的可信密封拍卖系统的安全需求和方案，包括两类：竞标过程需要拍卖人参与和竞标过程无需拍卖人参与，并梳理分析了相关方案。这些方案的安全需求包括公平性、不可抵赖性、不可伪造性、中标结果的公开可验证性、保密性、匿名性、落败投标的隐私性和鲁棒性。文献中提出了多种基于区块链的密封拍卖方案，并讨论了出价保密性问题、投标人的匿名性问题、中标结果的公开可验证性问题以及竞标过程的效率问题。

2 相关技术

三种相关技术：区块链技术、群签名技术和佩德森承诺，以及零知识范围证明技术。这些技术在可信密封拍卖方案中具有重要作用。具体来说，区块链技术用于去中心化的交易记录和数据无法被篡改的保证；群签名技术用于群成员的匿名签名和防止滥用匿名性；佩德森承诺是一种承诺方案，满足加法同态性，适用于基于离散对数难解性的方案；零知识范围证明技术用于平衡区块链透明性与交易隐私性的冲突，实现机密交易。

3 相关技术问题

在设计基于区块链的密封拍卖方案之前，需要研究涉及到的技术问题。需要研究的问题包括如何定义区块链密封拍卖中的交易、如何保证投标的匿名性，以及如何验证区块链拍卖中涉及的各类交易的真实性。重点内容包括：区块链密封拍卖中的交易定义、投标人的匿名性保护、交易的真实性验证等。

4 基于区块链的密封拍卖方案

1. 基于区块链的密封拍卖方案需求分析

2. 区块链密封拍卖功能模型

3. 交易数据结构

4. 区块链结构

5. 方案功能设计，包括拍卖信息发布功能、投标发布功能、开标发布功能以及中标结果发布功能

6. 投标交易、开标交易、中标发布交易的描述，以及各交易之间的关联

7. 区块链结构的设计，包括区块结构与比特币中的相同，并采用了实用拜占庭容错算法作为共识机制

8. 拍卖人生成并发布拍卖发布交易、投标人生成并发布投标交易、验证方验证拍卖发布交易和投标交易、开标人生成并发布开标交易、拍卖人生成并广播中标发布交易等流程的描述。

5 交易验证的正确性证明

如何使用谓词逻辑推理来证明交易验证过程的正确性。首先，介绍了前提条件，包括签名验证、拍卖场次验证和节点身份验证等。接着，通过一系列的推理和实例化，逐步证明投标结点拥有合法身份且投标符合规定。最终得出的结论是投标交易通过验证。整个推理过程中使用了相关符号和规则，并进行了详细的说明和证明。

6 仿真测试与分析

该章节重点内容是：对提出的基于区块链的密封拍卖方案进行仿真测试。首先，确立了仿真实验平台，并设计并编写了基于区块链的密封拍卖软件，最后对方案的核心功能进行测试与分析。测试了拍卖信息发布、投标发布、开标信息发布和中标结果发布等核心功能模块，并验证了方案的有效性。实验环境为笔记本电脑，配备Ubuntu 16.04LTS 64位操作系统，Intel（R） Core（TM） i7-10870H CPU @ 2.20GHz处理器，8G内存以及40G硬盘。区块链平台采用了FISCO BCOS，并借助Remix合约开发工具，使用Solidity语言编写了拍卖合约。软件的前端部分使用HTML以及JavaScript语言编写，同时使用Java语言开发后端部分。实验结果表明提出的方案能够有效运行并验证其有效性。

7 结语

一种基于区块链的可信密封拍卖方案，该方案通过使用群签名技术、交易模型、数据结构以及交易验证机制来保证拍卖过程的透明性和用户隐私。该方案在FISCO BCOS区块链平台上进行了仿真实验，验证了其有效性。同时，该章节还讨论了在保护用户隐私的前提下，如何制约拍卖人撤销匿名性的能力。