Cyber-Physical Systems (smart grid, smart transportation, smart cities, etc.), driven by advances in Internet of Things (IoT) technologies, will provide the infrastructure and integration of smart applications to accelerate the generation and collection of big data to an unprecedented scale. As a fundamental commodity in our current information age, big data is a crucial key to competitiveness in modern commerce. In this paper, we address the issue of privacy preservation for data auction in CPS by leveraging the concept of homomorphic cryptography and secure network protocol design. Specifically, we propose a generic Privacy-Preserving Auction Scheme (PPAS), in which the two independent entities of Auctioneer and Intermediate Platform comprise an untrusted third-party trading platform. Via the implementation of homomorphic encryption and one-time pad, a winner in the auction process can be determined and all bidding information is disguised. Yet, to further improve the security of the privacy-preserving auction, we additionally propose an Enhanced Privacy-Preserving Auction Scheme (EPPAS) that leverages an additional signature verification mechanism. The feasibilities of both schemes are validated through detailed theoretical analyses and extensive performance evaluations, including assessment of the resilience to attacks. In addition, we discuss some open issues and extensions relevant to our scheme.

中文翻译：

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使用同态加密的大数据交易隐私保护拍卖

在物联网 (IoT) 技术进步的推动下，信息物理系统（智能电网、智能交通、智能城市等）将提供基础设施和智能应用程序集成，以加速大数据的生成和收集，规模空前。作为当今信息时代的基本商品，大数据是现代商业竞争力的关键。在本文中，我们通过利用同态密码学和安全网络协议设计的概念来解决 CPS 中数据拍卖的隐私保护问题。具体而言，我们提出了一种通用的隐私保护拍卖方案（PPAS），其中拍卖师和中间平台这两个独立实体构成了一个不受信任的第三方交易平台。通过同态加密和一次性密码的实现，可以确定拍卖过程中的获胜者，并伪装所有投标信息。然而，为了进一步提高隐私保护拍卖的安全性，我们还提出了一种利用额外签名验证机制的增强隐私保护拍卖方案（EPPAS）。两种方案的可行性都通过详细的理论分析和广泛的性能评估得到验证，包括对攻击弹性的评估。此外，我们讨论了一些与我们的计划相关的开放问题和扩展。我们还提出了一种利用额外签名验证机制的增强型隐私保护拍卖方案 (EPPAS)。两种方案的可行性都通过详细的理论分析和广泛的性能评估得到验证，包括对攻击弹性的评估。此外，我们讨论了一些与我们的计划相关的开放问题和扩展。我们还提出了一种利用额外签名验证机制的增强型隐私保护拍卖方案 (EPPAS)。两种方案的可行性都通过详细的理论分析和广泛的性能评估得到验证，包括对攻击弹性的评估。此外，我们讨论了一些与我们的计划相关的开放问题和扩展。