近年来,随着无线技术的蓬勃发展和广泛普及,频谱需求量剧增,而频谱资源却以传统静态授权方式分配殆尽。报告指出,大量授权频谱在大多数时间都处于空闲或低利用率状态。为提高频谱利用率,支持频谱复用的频谱拍卖应运而生。目前,频谱拍卖主要集中在二级频谱市场,激励授权频谱用户将其暂不使用的空闲频谱出租或出售给需要频谱的二级频谱用户有偿使用。拍卖有效的前提其具备诚实性这一重要经济学性质,也即是说保证竞拍者在拍卖中按照其真实估价给出竞价。然而,一方面,真实的竞价信息属二级频谱用户(常为无线服务提供商)不愿泄露的隐私信息,例如真实的竞价信息可能反映其经济状况;另一方面,公开拍卖泄露的用户竞价信息可能会被恶意拍卖者或竞拍者利用,从而破坏拍卖的诚实性。上述安全问题严重妨碍了拍卖的实际可行性。此外,由于频谱拍卖支持频谱复用这一重要特性,使得传统拍卖的隐私保护方案无法直接适用于频谱拍卖。因此,结合频谱拍卖机制的特点,设计相应实现隐私保护的频谱拍卖方案将对推动频谱拍卖的落实、有效提升频谱利用率产生重要现实意义。本文通过调研现有频谱拍卖机制以及隐私保护的频谱拍卖方案,着重探究了频谱分配更为高效的双向频谱拍卖机制及其隐私保护问题,主要贡献包括:(1)针对双向频谱拍卖机制中隐私保护问题,设计了一个安全、高效且可行的双向频谱拍卖方案。更具体地说,我们通过结合三种密码学技术:同态加密、秘密分享和加密电路,针对TDSA拍卖机制设计了一种安全两方计算协议,使得在拍卖过程中不泄露除拍卖结果外的任何买家报价和卖家要价信息。理论分析和安全证明表明,该方案有效地保护了价格隐私信息。模拟实验显示该方案在大规模拍卖(用户数量达几千)中可行且高效。(2)对比分析了现有为实现频谱复用的买家分组算法,并在现有买家分组算法的基础上进行优化。买家分组算法在频谱拍卖中主要用于将买家划分为若干个无干扰的买家组,等价于图的独立集求取问题。我们知道求图中最大独立集的问题已被证明为NPC 问题,因此,本文探究了三种按顶点度求解图中独立集(并不一定为最大独立集)的高效算法,并通过模拟实验分析其所产生的独立集的特点。虽然买家分组过程与买家报价无关,但是不同的买家分组方式却会对同一拍卖结果产生不同影响。结合拍卖中对公平性的需求,本文提出了两种买家分组算法,并对将它们与上述三种算法进行对比分析。实验表明,其中一种算法可在保证拍卖效益、频谱利用率的前提下提升拍卖公平性。