솔라나의 NFT 혁신: xNFT와 압축 NFT -xNFT 실습: Create friends map

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EWHA-CHAIN

21 min readJun 21, 2024

NFT 시장의 현황 및 솔라나의 급부상

NFT 시장은 최근 몇 년간 폭발적인 성장을 이루며 디지털 자산과 블록체인 기술의 새로운 패러다임을 제시하고 있습니다. 예술, 음악, 게임 등 다양한 분야에서 NFT가 활용되고 있으며, 특히 2021년과 2022년에 걸쳐 수십억 달러 규모의 거래가 이루어졌습니다. 이러한 NFT 시장의 성장은 이더리움과 같은 기존 블록체인 플랫폼에 대한 수요를 급증시켰으나, 높은 거래 수수료와 네트워크 혼잡도가 문제로 드러나기도 했습니다. 이런 상황 속에서 솔라나는 고속 트랜잭션 처리와 낮은 수수료를 무기로 빠르게 부상하게 되었습니다.

2020년에 처음 출시된 솔라나는 고속 트랜잭션 처리와 낮은 수수료를 목표로 설계되었지만, 다른 블록체인 플랫폼들에 비해 상대적으로 주목받지 못했습니다. 하지만 1년도 채 되지 않는 짧은 기간에 폭발적인 성장세를 보이게 되는데, 이 성장에는 솔라나의 DeFi 프로젝트와 다른 플랫폼과 차별화 되는 월렛이 중요한 역할을 했습니다. 한창 DeFi 플랫폼의 부상하고 있을 당시, 솔라나의 Saber, Raydium과 같은 DeFi 프로젝트가 등장하였고 이 두 프로젝트는 빠른 거래, 낮은 수수료, 유동성 풀 등으로 많은 인기를 얻었습니다. 또한 사용자 경험이 크게 개선된 솔라나의 Phantom 월렛은 솔라나의 생태계를 넓히는데 큰 도움을 주었습니다. Phantom 월렛은 솔라나 네트워크 상의 디지털 자산을 손쉽게 관리하고 교환할 수 있는 기능을 제공합니다. 마지막으로 Degenerate Ape Academy, Aurory, Thugbirdz, Star Atlas와 같은 주요 NFT 프로젝트들이 솔라나 블록체인 위에서 성공적으로 운영되면서 그 입지를 확고히 다지게 되었습니다. 이에 더불어 현재는 다양한 밈코인으로 높은 거래량을 이끌고 있습니다.

1. 솔라나의 기술적 특성

1.1. 솔라나의 장점: 속도와 비용

솔라나가 이토록 크게 성장할 수 있던 배경에는 초고속, 저비용 트랜잭션이 있습니다. 솔라나는 초당 최대 5만 건의 건의 거래를 처리하고 거래 비용이 1센트 이하로 사용된다는 점에서 기존 NFT 블록체인의 단점이었던 속도와 비용 장벽을 해결했습니다. 이러한 솔라나의 기술적 이점은 솔라나의 NFT 생태계에 큰 영향을 주었습니다. 우선 솔라나 네트워크의 빠른 속도 덕분에 NFT 마켓플레이스 내에서 창작자와 수집자는 거래가 완료될 때까지 오래 기다릴 필요가 없어졌습니다. 또한 솔라나의 낮은 거래 비용은 진입 장벽을 낮춰 더 많은 사람들이 경제적 부담 없이 NFT를 발행하거나 거래하는 것이 가능하게 했습니다.

1.2. 솔라나의 구조 및 운영 원리

솔라나 네트워크의 가장 큰 특징인 빠른 트랜잭션 속도를 가능하게 해준 몇 가지 주요 혁신들에 대해 알아보겠습니다.

시간 순서를 기록하는 역사증명(PoH)

역사 증명은 어떠한 사건이 특정 순간에 일어났음을 증명하는 내역을 기록하는 것입니다. 예를 들어 배우 A가 어느 날 B 신문사와 인터뷰를 했다면, 그 인터뷰를 한 날짜보다 B 신문사의 창립일이 반드시 이전이라는 사실을 증명할 수 있습니다.

이와 같이 역사 증명은 해시 함수를 이용해 각 트랜잭션에 ‘타임스탬프’를 찍어서 해당 거래의 시간을 증명합니다. 이렇게 되면 다른 검증자의 합의를 기다릴 필요가 없게 되어 네트워크 효율이 크게 증가합니다.

데이터를 분할하여 전송하는 터빈(Turbine) 프로토콜

고성능 블록체인이 직면한 주요 난관 중 하나는 네트워크 내에서 방대한 데이터를 다수의 노드에 효율적으로 전파하는 방법입니다. 이를 해결하기 위한 방법으로 등장한 터빈은 비트토렌트에서 영감을 받았습니다. 터빈은 노드 간 데이터 전송 시 데이터를 더 작은 패킷으로 압축하여 전송하는데 이렇게 데이터를 조금씩 전송함으로써 대역폭 문제를 해결하고 네트워크 처리 속도를 향상합니다.

스마트 컨트랙트를 병렬처리 하는 씨레벨(Sealevel) 엔진

솔라나의 효율적인 처리 속도는 트랜잭션의 병렬 처리를 허용하는 씨레벨 엔진 덕분에 가능합니다. 씨레벨은 GPU와 SSD를 활용하여 수평적으로 확장할 수 있도록 설계된 병렬 트랜잭션 처리 엔진으로 씨레벨의 트랜잭션은 바이트코드를 기본값으로 실행하는 하드웨어로 전달됩니다. 씨레벨을 통해 솔라나는 네트워크에 제출된 트랜잭션이 실행되는 동안 네트워크의 모든 거래 데이터를 동시에 읽고 쓸 수 있습니다.

멤풀을 관리하는 걸프 스트림(Gulf Stream) 솔루션

걸프 스트림은 미확인 거래 풀을 뜻하는 멤풀을 줄이기 위한 솔루션입니다. 이 시스템은 트랜잭션 캐시를 네트워크의 끝으로 전송하는 기능을 수행합니다. 이를 통해 모든 검증자는 솔라나 아키텍처에서 다음 리더가 누구인지 알 수 있기 때문에 클라이언트와 검증자는 트랜잭션을 예상되는 리더에게 직접 전달할 수 있습니다. 이에 따라 검증 시간은 단축되고 미확인 거래 풀에서 발생하는 메모리 로드는 줄어듭니다. 궁극적으로 걸프 스트림을 통해 솔라나는 초당 5만 건의 거래를 처리할 수 있습니다.

2. 솔라나 기반 주요 NFT 프로젝트 소개

Degenerate Ape Academy

Degenerate Ape Academy는 솔라나 블록체인에서 출시된 10,000개의 고유한 에이프(원숭이) 아바타 컬렉션입니다. 각 아바타는 다양한 특성과 희귀성을 가지고 있으며, 출시와 동시에 완판되었습니다. 활발한 커뮤니티와의 소통을 통해 지속적인 관심을 받고 있습니다.

Aurory

Aurory는 RPG 게임과 NFT가 결합된 프로젝트로, 플레이어는 게임 내에서 캐릭터와 아이템을 수집하고 거래할 수 있습니다. P2E(Play-to-Earn) 모델을 채택해 사용자들에게 실제 수익 기회를 제공합니다.

Thugbirdz

Thugbirdz는 3,333개의 독특한 스타일의 NFT로 구성된 프로젝트입니다. 강한 커뮤니티 지지를 받고 있으며, 각 NFT는 고유한 속성을 가지고 있습니다. 소유자들 간의 유대감이 두드러진 프로젝트입니다.

Star Atlas

Star Atlas는 우주를 배경으로 한 대규모 멀티플레이어 온라인 게임(MMO)과 결합된 NFT 프로젝트입니다. 사용자들은 우주 탐험, 자원 채굴, 함선 건조 등을 통해 자산을 획득하고 거래할 수 있습니다. 잘 설계된 메타버스 경제 시스템으로 많은 투자자와 게이머들의 관심을 끌고 있습니다. 이들 프로젝트는 솔라나 생태계에서 NFT 시장을 선도하며 다양한 사용자들의 관심을 받고 있습니다.

3. 압축 NFT와 xNFT의 기술적 탐구

3.1. 압축 NFT

압축 NFT란?

솔라나는 NFT 발행 비용을 절감하기 위해 새로운 기술, 상태 압축을 도입했습니다. 상태 압축은 머클 트리를 활용하여 더 효율적으로 NFT를 발행하는 방법입니다. 솔라나의 압축 NFT는 압축되지 않은 대체불가토큰(NFT)보다 최소 2,400배, 최대 24,000배 저렴하며, 개발자는 최소 50 SOL의 비용으로 NFT 1억 개를 발행할 수 있습니다. 이로 인해 솔라나는 NFT 시장에서 크게 주목받고 있으며, 최근 판매량은 사상 최대치 50억 달러를 넘어섰습니다.

사진 출처: https://solana.com/news/state-compression-compressed-nfts-solana

상태압축

상태 압축은 솔라나에서 NFT를 발행할 때 사용되는 기술로, 대규모 데이터를 효율적으로 관리하기 위해 머클 트리와 데이터 샤딩 기술을 활용합니다. 머클 트리는 데이터를 해시 값으로 변환하여 트리 구조로 저장하며, 최종 루트 해시를 통해 전체 데이터의 무결성을 검증할 수 있게 합니다. 또한 데이터 샤딩은 데이터를 여러 조각으로 나눠 병렬 처리와 저장을 가능하게 하여 시스템의 확장성을 높입니다. 이는 오프체인에 데이터를 저장하고, 해당 데이터의 해시 값을 온체인에 저장함으로써 저장 비용을 절감하고 처리 속도를 높이며, 데이터의 무결성을 유지합니다. 이러한 방식은 NFT 프로젝트 등 대규모 데이터를 다루는 애플리케이션에서 비용 효율성을 극대화하고, 온체인 검증을 통해 데이터의 신뢰성을 보장합니다.

압축 NFT의 작동 방식

사진 출처: https://developers.metaplex.com/bubblegum

압축 NFT에서 사용되는 머클 트리 과정에 앞서, 머클 트리에 대한 전반적인 설명을 짚고 넘어가겠습니다. 머클 트리는 ‘해쉬 트리’라고도 불리며 각 잎 노드(Leaf node)가 그 내부 데이터의 암호화 해시로 표현되는 해시 기반 이진 트리 구조입니다. 그리고 각각의 잎 노드가 아닌, 가지(branch)라고 불리는 모든 노드는 자식 잎 노드 해시의 해시로 표현됩니다.

각 가지는 트리를 타고 올라가면서 함께 해싱되어 결국 하나의 해시만 남게 됩니다. 이 최종 해시는 루트 해시(Root hash) 또는 “루트”라고 불리며, 잎 노드에 저장된 데이터를 확인하는 데 사용될 수 있는 “증명 경로”(proof path)와 결합하여 사용될 수 있습니다.

최종 루트 해시가 계산되면, 잎 노드에 저장된 데이터를 다시 해싱하고 트리를 올라가면서 각 이웃 가지의 해시 레이블을 다시 해싱함으로써 해당 데이터를 확인할 수 있습니다. 이 “재해시”를 루트 해시와 비교하면 기본적인 잎 데이터의 확인이 이루어집니다. 일치하면 데이터가 확인됩니다. 일치하지 않으면 잎 데이터가 변경된 것입니다.

원하는 경우, 원본 잎 데이터를 단순히 새로운 잎 데이터로 해싱하고 이전 루트의 원래 방법과 동일한 방법으로 루트 해시를 다시 계산함으로써 변경할 수 있습니다. 그런 다음이 새로운 루트 해시는 데이터 중 하나를 확인하는 데 사용됩니다.

이제 이를 바탕으로 압축 NFT에서 사용되는 머클 트리 과정을 자세히 살펴보겠습니다.

트리 초기화 과정

트리 초기화는 데이터를 효율적으로 관리하고 저장하기 위해 필수적입니다. 초기화 과정에서 깊이, 버퍼 크기, 캐노피 높이 등을 설정합니다. 깊이는 트리의 잎 노드(Leaf node) 수를 결정하며, 버퍼 크기는 동시 업데이트를 처리할 수 있는 양을, 캐노피 높이는 검증(proof path)에 필요한 증명의 크기를 줄여줍니다. 이 설정을 통해 트리의 데이터 구조를 최적화하여 처리 속도와 저장 효율성을 높일 수 있습니다.

NFT 발행 및 관리

발행 과정에서는 *Metaplex의 Bubblegum 스마트 계약을 통해 NFT를 발행하고 관리합니다. 이때 트리의 상태를 검증하기 위해 증명이 필요합니다. RPC(Remote Procedure Call) 서비스인 Helius, SimpleHash, Triton을 사용하여 최신 데이터를 접근하고, 트리의 최신 상태를 확인합니다.

*Bubblegum은 솔라나에서 압축된 NFT를 생성하고 상호 작용하기 위한 Metaplex 프로토콜 프로그램입니다.

데이터 무결성 유지 전송이나 소유권 변경 시에는 증명을 제출하여 트리의 상태를 업데이트하고, 이를 통해 데이터의 무결성을 유지합니다.

이러한 압축 NFT의 작동 방식은 데이터 관리의 효율성과 무결성 유지에 중점을 두고 있습니다. 초기화를 통해 데이터 구조를 최적화하고, 발행 및 관리를 통해 데이터의 상태를 검증하며, 변경 시에는 이를 업데이트하여 데이터의 신뢰성을 유지합니다. 이런 과정을 통해 안정적이고 신뢰할 수 있는 NFT 시스템을 운영할 수 있습니다.

3.2. xNFT

xNFT란?

xNFT는 Coral Community(이하 코랄팀)에서 개발하고 있는 솔라나의 새로운 형태의 NFT입니다. 솔라나 코어 개발자들로 이루어진 코랄팀은는 xNFT와 함께 후술할 xNFT의 플랫폼 Backpack과 이를 구동할 Coral OSR까지 xNFT와 관련된 전반적인 개발을 이어나가고 있습니다.

xNFT의 의미는 코랄팀에서 xNFT의 개발을 이끈 솔라나 개발자 Armani Ferrante(이하 아르마니)가 초기 프로젝트를 발표(출처 https://www.youtube.com/watch?v=TW4LXwWjWck&t=4s) 할 때 언급한 몇가지 설명을 보며 확실히 이해할 수 있습니다.

X stands for eXecutable. (1분 26초)

xNFT의 x는 Excutable을 의미합니다. 즉 Excutable NFT의 약자로 직역하면 ‘실행 가능한 NFT’라는 뜻입니다.

xNFT는 NFT의 대체 불가능한 토큰이라는 기본 개념에 포함되기 때문에 전반적인 특징을 공유하지만, 일반적으로 자산의 형태를 의미하는 NFT와 달리 xNFT는 실행가능(Excutable)한 코드를 포함하고 있습니다. 또한 이더리움을 기반으로 하는 모든 환경에서 사용 가능한 NFT와 달리 현재 xNFT는 솔라나 위에서만 작동합니다.

xNFTs turn the wallet into an open programmable platform for anyone to build on (1분 37초)

NFT가 단순히 자산에 대한 소유권을 의미한다면, xNFT는 실행권한을 의미하는 것이죠. ‘실행 권한’이라는 표현이 좀 추상적이지만 쉽게 말하면 xNFT는 자체적으로 사용할 수 있는 일종의 ‘애플리케이션’ 그 자체라고 비유할 수 있습니다.

따라서 NFT의 한 종류지만 xNFT를 개발할 때는 일반적인 리액트 기반 애플리케이션을 개발하는 것과 같은 스택과 과정으로 개발하게 됩니다. 따라서 애플리케이션을 개발할 수 있다면 누구나 xNFT를 개발할 수 있습니다. (본 아티클의 후반에서는 이러한 xNFT를 개발하는 과정을 다루고 있습니다.)

xNFT의 집, BackPack

Next generation crypto wallet that we call Backpack (0분 39초)

아르마니는 xNFT와 함께 Backpack(이하 백팩)을 소개하며 블록체인 지갑의 새로운 세대를 선포했습니다.

백팩은 xNFT를 활용할 수 있는 솔라나 지갑의 한 종류입니다. 백팩을 통해 사용자는 플랫폼 내부에서 xNFT라는 실행 권한을 원하는 방식으로 활용할 수 있습니다. 백팩은 사용자 개인의 키를 관리하면서 소유주에게 디앱에 대한 엑세스 권한을 부여하는 방식으로 xNFT를 활용합니다.

위에서 편한 이해를 위해 xNFT를 ‘애플리케이션’ 그 자체로 비유했는데요, 이 비유를 사용하면 백팩은 xNFT라는 애플리케이션들을 구동시켜주는 운영체제이자 이 애플리케이션을 관리할 수 있는 플랫폼이라고 볼 수 있겠습니다.

xNFT는 백팩이라는 지갑 안에서 독립된 별개의 앱처럼 동작하며, 지갑에 로그인 된 상태를 이용하여 트랜잭션을 호출할 수 있습니다. 따라서 각 앱에서 별도의 로그인 과정을 거치지 않고도 송금이나 스테이킹을 손쉽게 할 수 있는 것이죠

4. xNFT 개발 실습

이번에는 xNFT 개발 실습을 진행해보려고 합니다. https://github.com/Solana-Workshops/ship-an-xnft 자료를 참고하였으며, 위 링크에서 더 상세한 자료를 찾아보실 수 있습니다.

Backpack 설치하기

먼저 xNFT 활용하기 위해 솔라나 지갑의 한 종류인 Backpack을 설치합니다. https://chromewebstore.google.com/detail/backpack/aflkmfhebedbjioipglgcbcmnbpgliof?pli=1

다음으로, 개발을 위해 Backpack에서 기본 설정을 바꿔줍니다. 프로필 모양을 클릭하여 Settings → Preferences → Developer mode의 스위치 켜기(아래 사진과 같은 모양으로 설정) 순서대로 진행해주시면 됩니다.

xNFT 개발 환경 세팅하기

다음과 같은 명령어를 차례로 입력하여 xNFT 개발 및 테스트를 위한 환경을 설정해줍니다. my-project 부분은 원하시는 프로젝트 이름으로 바꾸셔도 됩니다.

git clone <https://github.com/valentinmadrid/xnft-quickstart.git> my-project
cd my-project

위 두 명령어를 입력하여 프로젝트가 있는 폴더로 이동한 후, 아래 명령어를 입력하여 npm을 설치하고 잘 동작하는지 테스트를 진행합니다.

npm install
npm run dev

아래 사진과 같이 실행됐다면 링크를 클릭(http://localhost:19006)하여 시뮬레이터가 잘 동작하는지 테스트합니다. 아직 코드를 수정하지 않았으므로, 기본 화면인 Home이 적혀있는 페이지가 뜨면 잘 동작하고 있는 것입니다.

**링크를 클릭했는데 연결이 안 될 경우 다음 명령어들을 실행하여 해결할 수 있습니다.

커맨드 창에 npm install cross-env --save-dev 입력하여 cross-env를 설치합니다.
package.json 파일을 열어 scripts 부분의 코드를 다음과 같이 수정합니다.

"scripts": { "dev": "cross-env BROWSER=none expo start --web & npx xnft --iframe [<http://localhost:19006>](<http://localhost:19006/>)" }

3. Ctrl + s로 코드를 컴파일 한 후 다시 npm run dev를 입력하여 테스트합니다.

이제 기본 개발 환경 세팅은 마쳤으며, 코드를 수정하며 xNFT 개발 실습을 이어서 진행해보도록 하겠습니다.

제목 바꾸기

function TabNavigator() {
  return (
    <Tab.Navigator
      initialRouteName="Home"
      screenOptions={{
        tabBarActiveTintColor: "#e91e63",
      }}
    >
      <Tab.Screen
        name="Ewha-Chain xNFT"
        component={HomeScreen}
        options={{
          tabBarLabel: "Ewha-Chain",
          tabBarIcon: ({ color, size }) => (
            <MaterialCommunityIcons name="account" color={color} size={size} />
          ),
        }}
      />
      // 코드 생략
}

먼저 xNFT의 제목을 바꿔보도록 하겠습니다. App.tsx 파일의 두 번째 Tab.Screen의 name과 tabBarLabel을 위와 같이 바꿔줍니다.

그러면 위와 같이 상단의 제목과 하단의 레이블이 Ewha-Chain으로 바뀐 것을 확인하실 수 있습니다.

친구 목록 생성하기

export function HomeScreen() {
  const friends = [
    { name: "John", pubkey: "0x00001" },
    { name: "Bob", pubkey: "0x00002" },
    { name: "Jane", pubkey: "0x00003" },
  ];

return (
    <Screen>
      <Text style={tw`mb-4`}>Our First xNFT!</Text>
      <Text style={tw`mb-4`}>My Friends:</Text>
      {friends.map((friend) => (
        <View
          key={friend.pubkey}
        >
          <Text style={tw`mb-4`}>{friend.name}</Text>
          <Text style={tw`mb-4`}>{friend.pubkey}</Text>
          <TouchableOpacity
            style={tw`mb-4`}
          >
            Send
          </TouchableOpacity>
        </View>
      ))}
    </Screen>
  );
}

친구 목록 객체 배열을 생성해주고 map 함수를 사용해서 friends 객체 배열에 있는 친구 이름과 공개키를 하나씩 화면에 출력해주겠습니다. 여기서 사용하는 View는 react-native의 핵심 컴포넌트 중 하나로 다른 컴포넌트를 담고 배치하는 역할을 하고 TouchableOpacity는 터치를 했을 때 해당 컴포넌트의 투명도가 바뀌도록 해서 버튼 효과를 주는 역할을 합니다.

아직은 스타일 코드를 추가하지 않은 상태여서 이렇게 단순 목록 형태로 친구 목록이 화면이 출력되실 겁니다.

화면 꾸미기

return (
    <Screen style={tw`h-full bg-[#16654E]`}>
      <Text style={tw`text-white text-xl`}>Our First xNFT!</Text>
      <Text style={tw`text-white text-lg mt-3`}>My Friends:</Text>
      {friends.map((friend) => (
        <View
          key={friend.pubkey}
          style={tw`bg-[#9CCD64] p-3 rounded-lg mt-3 flex-row justify-between`}
        >
          <Text style={tw`text-white text-xl`}>{friend.name}</Text>
          <Text style={tw`text-white text-xl`}>{friend.pubkey}</Text>
          <TouchableOpacity
            style={tw`rounded bg-[#CFE6E1] text-white p-2 font-mono`}
          >
            Send
          </TouchableOpacity>
        </View>
      ))}
    </Screen>
  );

마지막으로 이제 Tailwind.css 프레임워크를 사용해서 화면을 꾸며보겠습니다. 맨 위의 코드는 화면의 크기와 배경 색 설정, 두 번째 줄과 세 번째 줄은 텍스트 색상이랑 크기 설정, 나머지는 컴포넌트의 배치와 모서리를 설정하는 코드입니다.

최종 xNFT

최종 xNFT가 완성되었습니다!

솔라나 NFT 생태계의 중요성

솔라나 NFT 생태계는 빠른 트랜잭션 속도와 낮은 수수료 덕분에 빠르게 성장하고 있습니다. 솔라나의 기술적 혁신, 예를 들어 역사증명(PoH), 터빈(Turbine) 프로토콜, 씨레벨(Sealevel) 엔진, 걸프 스트림(Gulf Stream) 솔루션 등은 NFT 시장의 발전을 이끌었습니다.또한, Degenerate Ape Academy, Aurory, Thugbirdz, Star Atlas와 같은 주요 프로젝트들은 솔라나 블록체인의 강점을 잘 활용하여 성공을 거두고 있습니다. 또한 솔라나의 압축 NFT와 xNFT 같은 기술의 발전은 더욱 효율적인 NFT 발행과 관리를 가능하게 하며, 대규모 데이터를 효과적으로 처리할 수 있게 만들고 있습니다.

솔라나 NFT 생태계의 미래 전망

솔라나 기반 NFT의 높은 거래액은 솔라나 네트워크 내에서 활발하게 이루어지는 트랜잭션과 함께 성장해 왔습니다. 솔라나는 꾸준히 발전하여, 경쟁자라 할 수 있는 다른 퍼미션리스 블록체인에 비해 속도와 규모 면에서 우위를 점하고 있습니다. 이러한 기술적 우월성과 잠재력 덕분에 솔라나는 많은 투자자들의 관심을 받고 있으며, 현재 250개 이상의 프로젝트와 파트너십을 맺고 있습니다.

솔라나의 엄청난 성장세는 솔라나 NFT 생태계에도 꾸준한 활력을 불어넣을 것으로 보입니다. 또한, 최근에 발표된 압축 NFT는 탁월한 비용 효율성을 제공하여 더 많은 사용자가 NFT 생태계에 참여할 수 있도록 하며, 다양한 가능성을 열어줍니다.