[論文レビュー] Non-Fungible Token (NFT): Overview, Evaluation, Opportunities and Challenges

Qin Wang, Rujia Li+2 more|arXiv (Cornell University)|May 16, 2021

Blockchain Technology Applications and Security参考文献 39被引用数 591

ひとこと要約

この技術報告はNFTエコシステムの体系的な研究を提供し、コア要素・プロトコル・標準・セキュリティ評価・機会・未解決課題を詳述する。NFT技術とそのガバナンス・プライバシー・相互運用性の課題に関する最初期の包括的分析のうちの一つである。

ABSTRACT

The Non-Fungible Token (NFT) market is mushrooming in recent years. The concept of NFT originally comes from a token standard of Ethereum, aiming to distinguish each token with distinguishable signs. This type of token can be bound with virtual/digital properties as their unique identifications. With NFTs, all marked properties can be freely traded with customized values according to their ages, rarity, liquidity, etc. It has greatly stimulated the prosperity of the decentralized application (DApp) market. At the time of writing (May 2021), the total money used on completed NFT sales has reached $34,530,649.86$ USD. The thousandfold return on its increasing market draws huge attention worldwide. However, the development of the NFT ecosystem is still in its early stage, and the technologies of NFTs are pre-mature. Newcomers may get lost in their frenetic evolution due to the lack of systematic summaries. In this technical report, we explore the NFT ecosystems in several aspects. We start with an overview of state-of-the-art NFT solutions, then provide their technical components, protocols, standards, and desired proprieties. Afterward, we give a security evolution, with discussions on the perspectives of their design models, opportunities, and challenges. To the best of our knowledge, this is the first systematic study on the current NFT ecosystems.

研究の動機と目的

• 現在のNFTソリューションの設計モデルを抽象化し、NFTを構築するために使用されるコア技術要素を特定する。
• NFTシステムのプロトコル、標準、およびターゲット特性を提示する。
• STRIDEを用いたセキュリティ評価を提供し、脆弱性と対策を特定する。
• ゲーム、イベント、アート、メタバースを横断するNFTの将来の機会を探る。
• 使いやすさ、ガバナンス、プライバシー、拡張性の未解決課題を強調する。

提案手法

• トップダウンおよびボトムアップのNFT作成モデルのデザインパターンとワークフローを分析する。
• トークン標準ERC-20、ERC-721、ERC-1155を説明し、それらがNFT表現に及ぼす影響を説明する。
• STRIDE脅威モデリングを適用して真正性、完全性、機密性、可用性、認証リスクを評価する。
• 概念実証と実世界のNFTアプリケーションをレビューして機会を具体化する。
• NFT市場に関連する実務的なガバナンス、法的、税務上の考慮事項を論じる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 NFTシステムを支える基本的な設計パターンとプロトコル要素は何か？
• RQ2 現在のNFTトークン標準（ERC-20、ERC-721、ERC-1155）はNFTの機能と相互運用性にどう影響するか？
• RQ3 NFTエコシステムで生じるセキュリティとプライバシーリスクは何で、どのような対策が有効か？
• RQ4 NFTはゲーム、アート、イベント、メタバースを横断してどんな機会を生み出すか？
• RQ5 NFTシステムの使いやすさ、ガバナンス、拡張性の主な未解決課題は何か？

主な発見

• NFTエコシステムはブロックチェーン、スマートコントラクト、ストレージを組み合わせ、2つの主要な設計パターン：トップ・トゥ・ボトムのNFT作成とテンプレートベースのボトムアップ作成。
• ERC-721とERC-1155は非代替性およびマルチトークン表現を可能にし、ERC-20は代替性トークンを表す。これらの標準はNFTの相互運用性とユースケースを形成する。
• STRIDEベースのセキュリティ分析は、なりすまし、改ざん、否認、情報漏洩、DoS、権限昇格といったリスクを浮き彫りにし、形式検証やプライバシー保護契約のような対策を提案する。
• NFTはゲームの新しいビジネスモデル（再販時のロイヤルティ、デジタルコレクション、イベントチケット、デジタルアートの出所確認、メタバース）を可能にし、分散型アプリケーションとマーケットプレイスの成長を促進する。
• プライバシー、データ入手可能性、クロスチェーン相互運用性、規制上の考慮事項がNFTの採用とガバナンスの主要な課題である。