[논문 리뷰] Non-Fungible Token (NFT): Overview, Evaluation, Opportunities and Challenges

Qin Wang, Rujia Li외 2명|arXiv (Cornell University)|2021. 05. 16.

Blockchain Technology Applications and Security참고 문헌 39인용 수 591

한 줄 요약

이 기술 보고서는 NFT 생태계에 대한 체계적 연구를 제공하며, 핵심 구성 요소, 프로토콜, 표준, 보안 평가, 기회 및 해결 과제를 자세히 설명한다. NFT 기술과 그 거버넌스, 프라이버시, 상호운용성 문제에 대한 최초의 포괄적 분석 중 하나이다.

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.

연구 동기 및 목표

• 현 NFT 솔루션의 설계 모델을 추상화하고 NFT를 구성하는 데 사용되는 핵심 기술 구성요소를 식별한다.
• NFT 시스템의 프로토콜, 표준 및 목표 특성을 제시한다.
• STRIDE를 사용한 보안 평가를 제공하여 취약점과 방어책을 식별한다.
• 게임, 이벤트, 예술, 메타버스에 걸친 NFT의 향후 기회를 탐구한다.
• 사용성, 거버넌스, 프라이버시 및 확장성의 열린 도전과제를 강조한다.

제안 방법

• 상단에서 하단으로의 NFT 생성 모델과 하단에서 상단으로의 NFT 생성 모델에 대한 NFT 설계 패턴과 워크플로를 분석한다.
• 토큰 표준 ERC-20, ERC-721 및 ERC-1155를 설명하고 NFT 표현에 대한 함의를 제시한다.
• STRIDE 위협 모델링을 적용하여 진본성, 무결성, 기밀성, 가용성 및 권한 부여 위험을 평가한다.
• 기회들을 보여주기 위한 개념 검증 및 실제 NFT 응용 사례를 검토한다.
• NFT 시장과 관련된 실무 거버넌스, 법적 및 세무 고려사항을 논의한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 NFT 시스템의 기초 디자인 패턴과 프로토콜 구성요소는 무엇인가?
• RQ2 현재 NFT 토큰 표준(ERC-20, ERC-721, ERC-1155)은 NFT 기능성과 상호운용성에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 NFT 생태계에서 발생하는 보안 및 프라이버시 위험은 무엇이며 어떤 방어책이 실현 가능한가?
• RQ4 NFT가 게임, 예술, 이벤트 및 메타버스 전반에서 어떤 기회를 창출하는가?
• RQ5 NFT 시스템의 사용성, 거버넌스 및 확장성 측면의 주요 개방 문제는 무엇인가?

주요 결과

• NFT 생태계는 블록체인, 스마트 계약, 저장소를 두 가지 주요 설계 패턴과 결합한다: 상향식 NFT 생성과 템플릿 기반 하향식 생성.
• ERC-721 및 ERC-1155는 대체 불가 토큰(NFT) 표현과 다중 토큰 표현을 가능하게 하며, ERC-20은 대체 가능한 토큰을 나타낸다; 이러한 표준은 NFT 상호운용성과 사용 사례를 형성한다.
• STRIDE 기반 보안 분석은 스푸핑, 변조, 부인, 정보 누설, DoS, 및 권한 상승과 같은 위험을 강조하며, 정형 검증(formal verification) 및 프라이버시 보호 계약과 같은 방어책을 제안한다.
• NFT는 게임(재판매 로열티, 디지털 수집품), 이벤트 티켓팅, 디지털 예술의 출처 증명 및 메타버스에서 새로운 비즈니스 모델을 가능하게 하여 분산형 애플리케이션과 마켓플레이스의 성장을 촉진한다.
• 프라이버시, 데이터 가용성, 교차 체인 상호운용성, 규제 고려사항이 NFT 채택과 거버넌스의 주요 도전과제이다.