Web3 앱 보안 개발을 위한 모범 사례: 신뢰할 수 있는 DApp 구축

2024.02.01

Web3 앱 보안 개발을 위한 모범 사례: 신뢰할 수 있는 DApp 구축

포괄적인 설계, 테스트 및 구현을 통해 블록체인 환경에서 DApp의 신뢰성과 신용도를 보장할 수 있다.

2024.02.01 - 02:23:06

Web3 심층 보도에 집중하고 흐름을 통찰

포괄적인 설계, 테스트 및 구현을 통해 블록체인 환경에서 DApp의 신뢰성과 신용도를 보장할 수 있다.

글: Salus

DApp을 신뢰할 수 있게 개발하는 것은 사용자 신뢰 구축, 보안 확보, 우수한 사용자 경험 제공 및 블록체인 기술의 실질적 활용에 매우 중요합니다. 신뢰할 수 있는 DApp은 사용자에게 안전하고 투명하며 탈중앙화된 상호작용 환경을 제공함으로써 블록체인 기술의 지속 가능한 발전과 광범위한 적용을 위한 견고한 기반을 마련합니다. 본 문서에서는 다음 다섯 가지 측면에서 DApp 구축을 위한 기술 스택을 설명합니다:

스마트 계약 개발: 스마트 계약 설계가 모범 사례와 보안 원칙을 준수하며, 업그레이드 및 수정이 용이하도록 모듈화되고 확장 가능한 아키텍처를 따르도록 합니다.
스마트 계약 테스트: 계약의 정확성과 안정성을 보장하기 위해 철저한 단위 테스트, 통합 테스트 및 시스템 테스트를 수행합니다. 또한 다양한 시나리오와 공격을 시뮬레이션하여 계약의 강건성과 보안성을 검증합니다.
프론트엔드 개발: 사용자 인터페이스가 친숙하고 쉽게 사용될 수 있도록 하며, 스마트 계약과의 안전한 상호작용을 보장합니다. 필요한 검증 및 인증 메커니즘을 시행하여 사용자의 개인정보와 자산을 보호합니다.
미들웨어 개발: 미들웨어의 보안성과 신뢰성을 보장하고, 적절한 암호화 및 인증 메커니즘을 통해 사용자 데이터와 거래를 보호합니다. 동시에 미들웨어는 프론트엔드와 스마트 계약 간의 원활한 상호작용을 가능하게 하는 효율적인 인터페이스와 기능을 제공해야 합니다.
스마트 계약 배포: 계약 배포 과정에서 정확성과 무결성을 보장하고, 필요한 데이터 마이그레이션 및 이전을 수행합니다. 적절한 배포 도구와 네트워크를 선택하고 모범 사례 및 보안 가이드라인을 준수합니다.

1 스마트 계약 개발

1.1 스마트 계약의 특징

스마트 계약은 DApp의 핵심 구성 요소로, DApp의 로직과 기능을 정의합니다. 스마트 계약에는 Solidity, Vyper, Move, Rust 등의 고유한 프로그래밍 언어가 있습니다. DApp 개발 시 스마트 계약의 특징을 이해하는 것은 매우 중요합니다. 주요 특징은 다음과 같습니다:

트랜잭션성: 스마트 계약은 실행 중 전체가 성공적으로 완료되거나 전혀 수정되지 않은 상태로 롤백됩니다. 따라서 스마트 계약 작성 시 함수 API 설계에 주의하고 매개변수 오버로딩을 피하며 오류 처리를 신중히 해야 합니다.
오류 처리: 일반적인 오류 처리 방식으로는 오류 메시지를 전달하기 위해 'require' 문을 사용하거나, 커스텀 오류 유형을 정의하기 위해 'revert' 문을 사용하는 것입니다. 이러한 오류 처리 방식은 트랜잭션 실패를 초래하며, 프론트엔드에서 커스텀 오류 유형을 포착해야 합니다.
실행 비용: 스마트 계약의 상태 저장은 가스(Gas) 비용을 소모하므로, 저장 객체 설계 시 선언된 메모리 공간을 잘 활용하고 과도한 메모리 사용을 피해야 합니다. 또한 데이터 구조를 선언하는 위치에 따라 비용이 달라지며, 상태를 변경하는 함수는 가스를 소모합니다.
불변성: 스마트 계약은 한번 배포되면 동적으로 교체하거나 업그레이드할 수 없습니다. 따라서 배포 전에 업그레이드 가능한 아키텍처에 의존할지 여부를 고려하고 계약의 업그레이드 가능성을 보장해야 합니다.
권한과 가시성: 계약은 네트워크상 모든 사람에게 투명하므로 민감한 데이터를 계약 내에 저장해서는 안 되며, 핵심 비즈니스 로직의 판단 기준으로 블록의 상태에 의존하지 않아야 합니다. Ownable 및 AccessControl과 같은 권한 제어 메커니즘 사용을 권장합니다.
보안성: 계약의 보안은 매우 중요하며, 계약 코드 보안 가이드라인과 충분한 테스트 케이스를 포함한 보안 모범 사례를 따라야 합니다. 테스트되지 않은 계약 코드를 맹신하거나 정상 작동을 기대해서는 안 됩니다.

1.2 보안 모범 사례

DApp 개발에서 스마트 계약의 보안성과 감사 용이성을 보장하는 것은 매우 중요합니다. 아래는 스마트 계약 보안성을 확보하기 위한 최선의 방법과 권장 사항입니다:

표준화된 개발 프레임워크 사용: 표준화된 개발 프레임워크를 사용하면 스마트 계약의 신뢰도를 높일 수 있습니다. 표준화된 프레임워크는 일반적으로 경험이 풍부한 개발자와 보안 전문가가 제작하고 유지 관리하며, 검증되고 최적화된 코드와 패턴을 포함합니다. 이러한 프레임워크를 사용하면 일반적인 보안 문제를 피할 수 있으며 이미 테스트되고 감사된 코드를 활용해 계약의 보안성을 향상시킬 수 있습니다. 예를 들어 OpenZeppelin은 널리 사용되며 검증된 스마트 계약 개발 프레임워크로, 표준 계약 템플릿과 라이브러리를 제공하여 개발자가 안전하고 신뢰할 수 있는 계약을 구축하도록 도와줍니다.
이벤트를 이용한 로깅: 이벤트를 사용하여 스마트 계약의 실행 상태를 기록하면 계약의 기능과 작업을 더 잘 추적할 수 있습니다. 이벤트는 계약 내에서 정의 및 발생시킬 수 있으며 호출자의 주소, 타임스탬프, 함수에 전달된 매개변수 등 특정 작업에 대한 세부 정보를 기록합니다. 이러한 로그 정보는 계약 감사 및 잠재적 취약점 식별에 매우 유용합니다. 예를 들어 크라우드펀딩 계약에서는 각 기부의 세부사항(기부자 주소와 금액)을 기록하는 이벤트를 정의할 수 있습니다. 이를 통해 계약의 모든 작업과 변경 사항이 기록되어 감사 담당자가 검토하고 분석하기 쉬워집니다.
접근 제어 시행: 접근 제어는 특정 리소스에 접근하거나 특정 작업을 수행할 수 있는 대상을 제어하고, 접근 또는 실행 전에 신원을 확인하는 메커니즘입니다. 스마트 계약에서는 수정자(modifier)를 사용하여 접근 제어를 구현할 수 있으며, 이들은 함수 실행 전에 특정 조건을 충족하는지 검사하기 위해 함수에 추가될 수 있습니다. 접근 제어를 시행함으로써 특정 작업이나 민감한 데이터에 접근할 수 있는 권한을 부여받은 주체만 해당 작업을 수행할 수 있도록 보장할 수 있습니다. 예를 들어 투표 계약에서는 특정 주소만 투표 작업을 수행할 수 있는지 검증하는 수정자를 정의하여, 승인된 사용자만 투표 과정에 참여할 수 있도록 보장할 수 있습니다.
최소 권한 원칙 준수: 최소 권한 원칙은 각 사용자에게 그 작업을 수행하는 데 필요한 최소한의 접근 권한만 부여해야 한다고 요구합니다. 스마트 계약에서는 접근 제어 메커니즘을 통해 최소 권한을 구현할 수 있습니다. 접근 제어를 시행하고 최소 권한 원칙을 따름으로써 각 주체에게 부여된 권한을 제한하여 필요한 작업만 수행할 수 있도록 할 수 있습니다. 예를 들어 다중 사용자 계약에서는 각 사용자에게 다른 권한 수준을 정의하고, 사용자의 신분과 요구에 따라 필요한 권한만 부여하여 남용 및 불필요한 작업을 방지할 수 있습니다. 이렇게 하면 계약이 공격받을 위험을 줄일 수 있으므로, 한 계정이 해킹되더라도 공격자는 제한된 작업만 수행할 수 있습니다.
멀티시그니처(Multi-signature): 중요한 거래에 멀티시그니처를 사용하는 것은 스마트 계약 보안 실무에서 중요한 조치입니다. 멀티시그니처는 중요한 거래를 완료하기 위해 여러 당사자가 서명해야 함을 요구합니다. 이러한 메커니즘은 재생 공격(transaction replay attacks) 및 트랜잭션 변조 가능성 등 일부 잠재적 공격 위험을 완화하는 추가 보안성을 제공합니다.
타이머 및 타임아웃 설명: 블록체인 네트워크에서 트랜잭션 실행 시간은 불확실하므로, 스마트 계약은 시간 관련 문제를 이용한 공격(예: 난수 예측 공격, 프런트런 공격, 샌드위치 공격 등)에 취약할 수 있습니다. 이러한 시간 관련 공격을 완화하기 위해 타이머와 타임아웃 메커니즘을 사용하는 것이 효과적인 방법입니다. 타이머는 블록체인 네트워크의 실행 시간에 의존하지 않고 계약 내 기능을 특정 시간에 실행하도록 예약하는 데 사용할 수 있습니다. 타임아웃 메커니즘은 계약 내 특정 함수의 실행 시간을 제한하여 무기한 실행되지 않도록 보장합니다.

1.3 스마트 계약 업그레이드

스마트 계약 업그레이드란 블록체인에 배포된 스마트 계약을 업데이트하거나 수정하는 과정을 의미합니다.스마트 계약 업그레이드는 계약의 비즈니스 로직을 변경하면서도 계약의 상태를 유지하는 것을 포함합니다. 스마트 계약 업그레이드를 통해 개발자는 새로운 요구사항에 맞추거나 기존 계약의 문제를 해결하기 위해 계약의 로직, 기능 또는 보안성을 개선할 수 있습니다. 스마트 계약 업그레이드는 복잡한 작업이며, 취약점을 유발하지 않도록 매우 신중하게 진행해야 합니다.

스마트 계약 업그레이드는 일반적으로 다음 단계를 필요로 합니다:

새로운 계약 코드 작성: 개발자는 필요에 따라 기존 계약의 개선 부분을 포함하여 새로운 계약 코드를 작성합니다. 새 코드는 정확성과 보안성을 보장하기 위해 철저한 테스트를 거쳐야 합니다.
새로운 계약 배포: 새로운 계약 코드는 기존 계약과 다른 계약 주소를 통해 배포되어야 합니다. 새 계약을 배포하기 전에 개발자는 업그레이드 과정에서 데이터 마이그레이션이나 이전을 올바르게 처리해야 합니다.
데이터 마이그레이션 또는 이전: 스마트 계약 업그레이드가 데이터 마이그레이션 또는 이전을 포함하는 경우, 개발자는 데이터가 새 계약에 올바르게 마이그레이션되거나 이전되도록 보장하는 메커니즘을 설계해야 합니다. 이는 일반적으로 이전 계약과의 데이터 상호작용 및 변환 과정을 포함합니다.
계약 주소 또는 인터페이스 업데이트: 새 계약이 성공적으로 배포되면, 개발자는 애플리케이션 또는 사용자 인터페이스를 업데이트하여 새 계약의 주소 또는 인터페이스와 적절히 연결되도록 해야 합니다.

2 스마트 계약 테스트

스마트 계약 테스트는 계약의 기능, 보안성, 성능 및 정확성을 검증하기 위해 다양한 테스트 방법과 기술을 적용하는 것을 말합니다.스마트 계약 테스트는 계약 내 잠재적 문제, 취약점 및 오류를 발견하고, 다양한 상황에서도 계약의 동작이 기대에 부합하는지 보장하는 것을 목표로 합니다.

2.1 왜 테스트해야 하는가

스마트 계약 테스트는 스마트 계약 개발에서 중요한 실천 사항으로, 다음과 같은 몇 가지 이유가 있습니다:

계약 기능 검증: 스마트 계약은 송금, 상태 업데이트 등의 특정 기능을 수행하는 코드입니다. 단위 테스트를 통해 계약의 각 기능이 예상대로 작동하는지 검증할 수 있습니다. 이를 통해 잠재적 오류를 발견하고 수정하여 계약의 동작과 로직이 정확함을 보장할 수 있습니다.
계약 보안성 확보: 스마트 계약은 일반적으로 암호화폐와 같은 자산을 처리하고 관리하므로 계약의 보안성이 매우 중요합니다. 단위 테스트를 통해 재진입 공격, 정수 오버플로우 등의 일반적인 취약점과 공격에 노출되었는지 점검할 수 있습니다. 이를 통해 잠재적 보안 취약점을 발견하고 수정하여 계약의 보안성을 확보할 수 있습니다.
코드 품질 향상: 단위 테스트는 개발자가 고품질의 코드를 작성하도록 도와줍니다. 테스트 케이스와 어설션을 작성함으로써 코드의 정확성을 검증하고, 다양한 상황에서도 코드가 정상적으로 작동함을 보장할 수 있습니다. 이를 통해 코드의 강건성, 신뢰성 및 유지보수성을 높이고, 후속 유지보수 비용을 낮출 수 있습니다.
리팩토링 및 확장을 지원: 스마트 계약 개발 과정에서 요구사항 변화에 따라 계약을 리팩토링하거나 확장해야 할 수 있습니다. 철저한 단위 테스트 세트를 갖추면 리팩토링 또는 확장 과정에서 기존 기능과 로직이 파괴되지 않음을 보장할 수 있습니다. 이를 통해 코드의 안정성을 유지하고 후속 개발 및 유지보수 작업을 단순화할 수 있습니다.
지속적 통합 및 배포: 지속적 통합 및 배포(CI/CD) 환경에서 단위 테스트는 중요한 요소입니다. 단위 테스트를 자동으로 실행함으로써 코드의 문제를 즉시 발견하고 해결하여 코드의 품질과 신뢰성을 보장할 수 있습니다. 이를 통해 개발 팀의 작업 효율성을 높이고 제품 출시 속도를 가속화할 수 있습니다.

2.2 무엇을 테스트하는가

스마트 계약 테스트 시 주로 다음 몇 가지 측면을 테스트합니다:

계약의 기능 및 동작: 스마트 계약 테스트의 주요 목표는 계약의 기능과 동작이 예상대로 작동하는지 검증하는 것입니다. 여기에는 계약의 각 기능 및 메서드가 올바르게 실행되는지, 그리고 예상 결과와 일치하는지 테스트하는 것이 포함됩니다. 예를 들어 계약이 송금 계약이라면 자금 이체 기능이 정확하게 작동하는지 테스트할 수 있습니다.
계약의 경계 조건: 계약이 다양한 경계 조건에서 어떻게 동작하는지도 테스트해야 합니다. 여기에는 입력 매개변수의 경계값(예: 최솟값, 최댓값, null 값 등)을 테스트하고, 무효한 입력 처리, 무단 작업 처리 등 이상 상황에서 계약의 처리 능력을 테스트하는 것이 포함됩니다. 경계 조건을 테스트함으로써 계약에 존재할 수 있는 잠재적 문제와 취약점을 발견할 수 있습니다.
계약의 보안성: 보안성은 스마트 계약 테스트에서 중요한 측면입니다.재진입 공격, 정수 오버플로우, 무단 접근 등 잠재적 보안 취약점이 계약에 존재하는지 테스트해야 합니다. 보안 감사 및 특정 취약점 유형에 대한 테스트를 통해 계약의 보안 문제를 발견하고 수정하여 사용자 자산의 안전을 보장할 수 있습니다.
계약의 성능 및 확장성: 스마트 계약은 많은 거래와 사용자를 처리할 수 있도록 우수한 성능과 확장성을 가져야 합니다. 따라서 고부하 및 동시 접속 사용자 상황에서 계약의 성능과 안정성을 검증하기 위해 성능 테스트 및 압력 테스트를 수행해야 합니다. 계약의 성능과 확장성을 테스트함으로써 계약 설계와 구현을 최적화하여 처리량과 응답 시간을 개선할 수 있습니다.
계약의 통합 및 호환성: 스마트 계약이 다른 구성 요소나 서비스와 통합되어야 하는 경우, 통합 테스트를 통해 계약과 다른 구성 요소의 협업이 정상적으로 이루어지는지 검증해야 합니다. 여기에는 프론트엔드 애플리케이션과의 통합, 다른 계약과의 상호작용 등이 포함됩니다. 또한 계약이 다양한 이더리움 클라이언트 및 네트워크 환경에서 호환되는지 테스트하여, 서로 다른 환경에서도 계약의 일관성과 신뢰성을 보장해야 합니다.

2.3 어떤 테스트 방법이 있는가

단위 테스트: 단위 테스트는 스마트 계약의 개별 기능과 메서드를 테스트하는 방법입니다. 테스트 스크립트를 작성하여 계약의 입력과 환경을 시뮬레이션하고, 계약 출력에 대해 어설션을 수행하여 계약의 동작이 기대에 부합하는지 검증합니다.
통합 테스트: 통합 테스트는 서로 다른 구성 요소 간의 상호작용이 정상인지 테스트하는 방법입니다. 스마트 계약 개발에서는 프론트엔드 애플리케이션 또는 기타 서비스(블록체인 노드 또는 데이터베이스 등)와의 통합을 테스트하기 위해 통합 테스트를 작성할 수 있습니다. 통합 테스트는 계약과 다른 구성 요소의 협업이 정상적으로 이루어지고 전체 시스템의 기능과 성능이 검증되도록 보장합니다.
속성 기반 테스트: 속성 기반 테스트는 계약의 동작이 사전 정의된 속성을 만족하는지에 주목합니다. 이러한 속성은 다양한 시나리오에서 항상 참이어야 하는 계약 동작에 대한 어설션입니다. 정적 분석과 동적 분석은 속성 기반 테스트를 수행하는 데 사용되는 두 가지 일반적인 기술입니다. 정적 분석기는 스마트 계약 소스 코드를 입력으로 받아 계약이 특정 속성을 만족하는지 여부를 선언하는 결과를 출력합니다. 동적 분석기는 스마트 계약 함수의 기호 입력 또는 구체적 입력을 생성하여 특정 속성을 위반하는 실행 추적이 존재하는지 확인합니다.
보안 감사: 보안 감사는 수동 테스트의 일종입니다.계약 코드와 로직을 철저히 검토하고 전문 감사 도구와 기술을 사용함으로써 잠재적 취약점과 보안 위험을 발견할 수 있습니다. 계약 내 자산과 사용자의 보안을 보호하기 위해 보안 감사는 매우 중요합니다. 스마트 계약 감사가 필요하신 경우 Salus에게 연락주시면 고품질의 서비스를 제공해 드립니다.

2.4 어떤 테스트 도구가 있는가

Foundry와 Hardhat은 모두 스마트 계약 테스트에 사용되는 인기 있는 개발 도구입니다.

Foundry는 TypeScript 기반의 스마트 계약 개발 프레임워크로, 이더리움 스마트 계약을 생성하고 테스트하기 위한 강력한 도구와 라이브러리 세트를 제공합니다.

Foundry는 Mocha와 Chai라는 두 가지 인기 있는 JavaScript 테스트 프레임워크를 사용하여 다양한 테스트 케이스를 작성하고 실행할 수 있습니다.
Foundry는 스마트 계약의 예상 동작을 검증하기 위한 내장 어설션 함수를 제공합니다.
Foundry는 실제 이더리움 네트워크에서 리소스와 비용을 소비하지 않도록 시뮬레이터를 사용한 테스트도 지원합니다.

Hardhat은 스마트 계약을 작성, 배포 및 테스트하기 위한 강력한 이더리움 개발 환경입니다.

Hardhat은 Mocha와 Chai 테스트 프레임워크 외에도 Ethers.js 및 Waffle과 같은 유용한 도구들을 통합하고 있습니다.
Hardhat은 스마트 계약의 동작과 상태를 검증하기 위한 내장 어설션 함수를 제공합니다.
Hardhat은 실제 이더리움 네트워크에서 작업을 수행하지 않도록 가상 머신을 사용한 테스트도 지원합니다.

Foundry 또는 Hardhat을 사용하여 스마트 계약을 테스트할 때 다음 내용을 테스트할 수 있습니다:

스마트 계약의 기능과 로직이 예상대로 작동하는지.
계약 간의 상호작용이 올바른지.
다양한 상황에서 계약의 예외 처리가 올바른지.
계약의 상태 변화가 올바른지.
다른 네트워크 환경에서 계약의 배포 및 사용이 올바른지.

또한 이러한 도구들은 코드 커버리지 분석 및 성능 테스트와 같은 추가 기능을 제공하여 개발자가 스마트 계약의 품질과 성능을 더 잘 평가하고 개선할 수 있도록 도와줍니다.

3 프론트엔드 개발

3.1 프론트엔드 프레임워크 선택

DApp 개발에서 신뢰할 수 있는 프론트엔드 애플리케이션을 개발하기 위해서는 적절한 프론트엔드 프레임워크를 선택하는 것이 매우 중요합니다.

3.1.1 ethers.js

ethers.js는 DApp 프론트엔드를 구축하기 위한 JavaScript 라이브러리입니다. 많은 개발자들이 DApp 프론트엔드 개발 시 ethers.js를 선호합니다. 많은 유명한 DApp 프로젝트들도 이더리움 네트워크와의 상호작용 및 스마트 계약 작업을 위해 ethers.js를 사용하고 있습니다.

주요 기능은 다음과 같습니다:

이더리움 계정 관리: ethers.js를 사용하면 이더리움 계정의 공개키, 개인키 및 주소를 생성하고 관리할 수 있습니다. 이러한 계정을 사용하여 거래를 수행하거나 스마트 계약 메서드를 호출하는 등의 작업을 할 수 있습니다.
스마트 계약 상호작용: ethers.js는 이더리움 상의 스마트 계약과 상호작용하기 위한 간결한 API 세트를 제공합니다. ethers.js를 사용하여 스마트 계약을 배포하고, 계약 메서드를 호출하며, 계약 상태를 가져올 수 있습니다. 또한 ethers.js는 타입 강화된 스마트 계약 인코딩 및 디코딩 기능을 제공하여 스마트 계약과의 상호작용을 더욱 쉽고 안정적으로 만들어 줍니다.
거래 생성 및 서명: ethers.js를 활용하면 이더리움 거래를 생성하고 전송할 수 있습니다. ethers.js는 거래 객체를 구성하기 위한 간단한 인터페이스를 제공하며, 거래 서명을 지원합니다. 이를 통해 안전한 방식으로 이더를 송금하고 계약 작업을 수행할 수 있습니다.
이더 단위 변환, 이더리움 이벤트 처리, 블록체인 이벤트 구독 등 기타 기능: ethers.js는 이더 단위 변환(Wei에서 Ether로 변환 등), 이더리움 이벤트 처리(계약 이벤트 모니터링 등), 블록체인 이벤트 구독 등의 유용한 기능을 많이 제공합니다. 이러한 기능들은 DApp 프론트엔드를 구축할 때 더욱 편리하고 효율적으로 만들어 줍니다.

DApp 프론트엔드 구축 시 ethers.js의 장점은 다음과 같습니다:

간편하고 사용하기 쉬움: ethers.js는 직관적인 API를 제공하여 이더리움 블록체인과의 상호작용을 단순하고 쉽게 만들어 줍니다.
보안성: ethers.js는 개인키 처리 및 거래 서명을 위한 안전한 방법을 제공하여 사용자의 자산을 보호합니다.
풍부한 기능: ethers.js는 이더 단위 변환, 이더리움 이벤트 처리 등 많은 유용한 기능을 제공하여 개발 과정을 단순화합니다.

DApp 프론트엔드 구축 시 ethers.js의 단점은 다음과 같습니다:

학습 곡선: 초보자에게는 이더리움 개념과 작동 원리를 이해하고 배우는 데 시간과 노력이 필요할 수 있습니다.
이더리움 네트워크 의존성: ethers.js의 기능은 이더리움 네트워크의 가용성과 안정성에 의존합니다. 네트워크에 문제가 발생하면 DApp의 정상 작동에 영향을 줄 수 있습니다.

3.1.2 React

React는 사용자 인터페이스를 구축하기 위한 인기 있는 프론트엔드 프레임워크입니다. React 자체는 블록체인과 직접 상호작용하는 기능을 제공하지는 않지만, 다음 방법을 통해 React를 블록체인과 통합하여 블록체인과 상호작용하는 기능을 구현할 수 있습니다:

Web3.js 사용: Web3.js는 이더리움 네트워크와 상호작용하기 위한 JavaScript 라이브러리입니다. React 프로젝트에 Web3.js를 도입하여 이더리움 네트워크에 연결하고, 스마트 계약을 배포 및 호출하며, 거래를 송신하는 등의 작업을 할 수 있습니다. Web3.js를 통해 이더리움 노드와 통신하고 블록체인 상호작용과 관련된 작업을 수행할 수 있습니다.
ethers.js 사용: ethers.js는 이더리움 네트워크와 상호작용하기 위한 또 다른 인기 있는 JavaScript 라이브러리입니다. 이더리움 계정 처리, 스마트 계약 배포 및 호출, 거래 송신 등을 위한 간결한 API를 제공합니다. React 프로젝트에서 ethers.js를 사용하여 블록체인과 상호작용하는 기능을 구현할 수 있습니다.
블록체인 브라우저 API 사용: 일부 블록체인 브라우저(Etherscan 또는 Infura 등)는 RESTful 인터페이스를 통해 이더리움 네트워크와 상호작용할 수 있는 API를 제공합니다. React 프로젝트에서 이러한 API를 사용하여 블록체인 데이터를 조회하고, 거래를 검색하며, 계약 정보를 얻는 등의 작업을 할 수 있습니다.
월렛 통합 라이브러리 사용: MetaMask 또는 WalletConnect와 같은 월렛 통합 라이브러리는 이더리움 네트워크와 상호작용하는 기능을 제공하며, 편리한 사용자 인터페이스와 인증 기능을 제공합니다. React 프로젝트에서 이러한 라이브러리를 사용하여 사용자 월렛을 통합함으로써 사용자가 거래를 수행하고 스마트 계약과 상호작용할 수 있도록 할 수 있습니다.

React와 블록체인 상호작용 통합 방법은 React의 컴포넌트 기반 개발 패턴과 결합할 수 있습니다. 블록체인 상호작용 로직과 사용자 인터페이스를 처리하기 위한 전용 컴포넌트를 만들 수 있습니다. 블록체인 네트워크와의 상호작용을 통해 계정 잔액 조회, 계약 메서드 실행, 블록체인 이벤트 모니터링 등의 기능을 구현할 수 있습니다.

블록체인과 상호작용하는 과정에서 보안성과 개인정보 보호가 매우 중요하다는 점에 유의해야 합니다. 상호작용 과정에서 개인키를 올바르게 처리하고, 거래를 서명하며, 민감한 작업에 대한 사용자 권한을 제한해야 합니다. 최신 보안 모범 사례를 적용하고 블록체인 네트워크의 규칙과 권고 사항을 따르는 것으로 애플리케이션의 보안성과 신뢰성을 보장해야 합니다.

ethers.js에 비해 React는 블록체인과 상호작용할 때 다음과 같은 장점이 있습니다:

강력한 생태계: React는 방대한 개발자 커뮤니티와 풍부한 서드파티 라이브러리 지원을 가지고 있습니다. 이를 통해 React와 통합할 수 있는 라이브러리와 도구를 쉽게 찾을 수 있으며, 블록체인과의 상호작용을 지원할 수 있습니다. React 생태계의 광범위한 지원은 더 많은 솔루션과 리소스를 제공할 수 있습니다.
컴포넌트 기반 개발: React의 컴포넌트 기반 개발 패턴은 블록체인과 상호작용하는 기능을 더욱 모듈화하고 유지보수하기 쉽게 만들어 줍니다. 블록체인 상호작용 로직과 사용자 인터페이스를 독립적인 컴포넌트에 캡슐화함으로써 코드의 조직과 재사용이 더욱 명확하고 편리해집니다.
가상 DOM: React는 가상 DOM 기술을 사용하여 상태의 차이를 비교함으로써 DOM 조작을 최소화하여 성능과 렌더링 효율을 향상시킵니다. 이는 많은 블록체인 데이터를 처리하고 인터페이스를 자주 업데이트하는 데 매우 유용합니다.

ethers.js에 비해 React는 블록체인과 상호작용할 때 다음과 같은 단점이 있습니다:

추가적인 학습 비용: 이전에 React를 접해보지 않았다면 React의 기본 개념과 작동 방식을 익히는 데 학습 비용이 필요할 수 있습니다. 이로 인해 블록체인과 상호작용하는 기능을 구현하는 데 시간이 더 걸릴 수 있습니다.
통합 복잡성: React의 유연성과 자유도로 인해 블록체인과의 통합이 상대적으로 복잡할 수 있습니다. React와 블록체인 라이브러리 간의 호환성을 보장하고 발생할 수 있는 통합 문제를 처리하기 위해 추가 작업이 필요합니다.

반면, ethers.js는 이더리움 네트워크와 상호작용하기 위해 특별히 설계된 JavaScript 라이브러리로, 이더리움과의 상호작용을 더욱 직접적이고 간단하게 만들어주는 간결한 API 세트를 제공합니다. React와 비교하면 ethers.js는 이더리움과의 상호작용에 더 집중하며, 블록체인 관련 기능과 도구를 더 많이 제공할 수 있습니다.

그러나 React를 사용하여 블록체인과 상호작용하는 장점은 강력한 생태계, 컴포넌트 기반 개발의 이점, 가상 DOM 기술이 제공하는 성능 이점에 있습니다. 이로 인해 React는 특히 대규모 복잡한 애플리케이션 개발에 적합한 유연하고 확장 가능하며 효율적인 선택이 될 수 있습니다.

3.2 스캐폴딩 프로젝트 설정

DApp을 개발할 때 적절한 프론트엔드 프레임워크를 선택한 후에는 일반적으로 스캐폴딩 프로젝트를 설정해야 합니다. 스캐폴딩(scaffolding)은 시작점 또는 기본 템플릿으로, 기본 프로젝트 구조, 설정, 예제 코드 및 도구를 제공합니다. 스캐폴딩을 사용하면 처음부터 애플리케이션을 구축하는 번거로운 작업을 피하고 기존의 기본 설정과 예제 코드를 기반으로 빠르게 개발할 수 있습니다. 스캐폴딩은 최선의 개발 프로세스를 따르도록 돕는 몇 가지 모범 사례와 일반적인 기능 구현도 제공할 수 있습니다.

3.2.1 스캐폴딩의 주요 구성 요소는 무엇인가

DApp의 스캐폴딩에는 일반적으로 다음 주요 구성 요소가 포함됩니다:

스마트 계약: 스캐폴딩은 애플리케이션의 비즈니스 로직을 처리하기 위한 하나 이상의 예제 스마트 계약을 제공합니다. 이러한 계약은 DApp의 기능과 동작을 정의합니다.
프론트엔드 인터페이스: 스캐폴딩은 일반적으로 사용자와 상호작용하고 DApp의 기능을 보여주는 기본 프론트엔드 인터페이스를 포함합니다. 이러한 인터페이스는 HTML, CSS, JavaScript 등의 기술로 구축할 수 있습니다.
테스트 스크립트: 스캐폴딩은 스마트 계약의 정확성과 신뢰성을 검증하기 위한 예제 테스트 스크립트를 제공합니다. 이러한 테스트 스크립트는 개발자가 자동화된 테스트를 작성하고 실행하여 다양한 상황에서 DApp이 올바르게 작동하는지 보장하는 데 도움을 줄 수 있습니다.
설정 파일: 스캐폴딩은 일반적으로 개발 환경 설정, 스마트 계약 배포, 이더리움 네트워크 연결 등을 위한 설정 파일을 포함합니다. 이러한 설정 파일은 개발자의 요구에 따라 맞춤 설정할 수 있습니다.

3.2.2 스캐폴딩 설정 시 주의할 점은 무엇인가

DApp 스캐폴딩 프로젝트를 설정할 때는 블록체인 네트워크 연결, Web3 라이브러리 도입, 보안성, 프론트엔드 프레임워크 및 라이브러리 통합, 테스트, 문서화 등을 고려해야 합니다.

적절한 스캐폴딩 도구 선택: DApp 개발에 적합한 스캐폴딩 도구를 선택하는 것은 매우 중요합니다. Create React App, Vue CLI 등과 같은 일반적인 스캐폴딩 도구는 기본 설정과 명령을 제공하여 기본 DApp 프로젝트를 빠르게 생성하고 실행할 수 있습니다.
블록체인 네트워크 연결 설정: DApp이 사용하는 블록체인 네트워크에 따라 연결할 네트워크 노드를 설정해야 합니다. 일반적으로 네트워크 노드의 URL, 포트 번호 및 기타 필요한 인증 정보를 제공해야 합니다. 이를 통해 DApp 프로젝트가 블록체인 네트워크와 상호작용할 수 있습니다.
적절한 Web3 라이브러리 도입: DApp 개발에서는 Web3 라이브러리를 사용하여 블록체인과 상호작용해야 합니다. 선택한 블록체인 플랫폼에 따라 해당 Web3 라이브러리를 선택하고 프로젝트에 도입해야 합니다. 예를 들어 이더리움을 백본 블록체인으로 사용하는 경우 Web3.js 또는 ethers.js를 사용하여 이더리움과 통신할 수 있습니다.
보안성 고려: DApp 개발에서 보안성은 매우 중요합니다.스캐폴딩 프로젝트에 XSS(사이트 간 스크립팅 공격) 방지, 재생 공격 방지 등 일반적인 보안 조치가 포함되어 있는지 확인해야 합니다. OpenZeppelin이 제공하는 보안 라이브러리와 같은 보안 관련 라이브러리나 프레임워크를 사용할 수 있습니다.
프론트엔드 프레임워크 및 라이브러리 통합: DApp 프로젝트에 적합한 프론트엔드 프레임워크 및 라이브러리를 선택하고 스캐폴딩 프로젝트에 통합해야 합니다. 일반적인 선택 사항으로는 React, Vue 등이 있습니다. 스캐폴딩 프로젝트에 이러한 프레임워크와 라이브러리가 미리 구성되어 있고 원활하게 실행될 수 있도록 해야 합니다.
테스트 추가: 스캐폴딩 프로젝트에 테스트를 추가하는 것은 매우 중요합니다. Jest, Mocha 등의 적절한 테스트 프레임워크를 선택하고 코드의 품질과 안정성을 보장하기 위해 단위 테스트와 통합 테스트를 작성해야 합니다.
문서 및 예제 코드 제공: 스캐폴딩 프로젝트에 자세한 문서와 예제 코드를 제공하는 것은 매우 유용합니다. 이를 통해 다른 개발자가 프로젝트의 구조와 기능을 더 잘 이해하고 빠르게 시작할 수 있습니다.

3.2.3 어떤 스캐폴딩이 있는가

이더리움 기반 웹 애플리케이션 스캐폴딩을 다룰 때는 몇 가지 인기 있는 선택 사항이 있습니다. 다음은 세 가지 주요 스캐폴딩에 대한 소개로, 주요 기능, 특징 및 장단점 비교를 포함합니다.

Truffle

주요 기능: Truffle은 스마트 계약 컴파일, 배포 및 테스트 도구와 이더리움 네트워크와의 상호작용 기능을 제공하는 완벽한 이더리움 개발 프레임워크입니다. 또한 DApp을 빠르게 개발하고 테스트할 수 있는 강력한 개발 환경을 포함합니다.
특징: Truffle은 스마트 계약 관리, 테스트 및 DApp 배포를 돕는 강력한 명령줄 도구와 개발 환경을 제공합니다. Solidity 및 JavaScript를 지원하며 풍부한 플러그인 생태계를 갖추고 있습니다.

Embark

주요 기능: Embark는 탈중앙화 애플리케이션을 구축하기 위한 이더리움 개발 프레임워크입니다. 이더리움 스마트 계약과 DApp을 개발, 테스트 및 배포하기 위한 간단하고 사용하기 쉬운 도구와 명령줄 인터페이스를 제공합니다.
특징: Embark는 React, Vue 등 인기 있는 프론트엔드 프레임워크와 라이브러리를 통합하여 DApp 개발을 더욱 편리하게 만들어 줍니다. 또한 기능을 확장할 수 있는 강력한 플러그인 시스템을 제공합니다.

scaffold-eth

주요 기능: scaffold-eth는 이더리움 DApp을 빠르게 구축하도록 도와주는 이더리움 기반 웹 애플리케이션 스캐폴딩입니다. 프론트엔드 인터페이스, 스마트 계약, 테스트 스크립트 등을 포함한 완전한 도구와 템플릿을 제공합니다.
특징: scaffold-eth는 스마트 계약 개발 프레임워크로 Hardhat을 사용하며, Solidity 및 TypeScript를 지원하고 유용한 도구와 라이브러리를 통합합니다. 예제 코드와 튜토리얼을 제공하여 개발자가 이더리움 개발을 빠르게 시작할 수 있도록 도와줍니다.

3.3 프론트엔드 종속성

DApp 프론트엔드 개발에서는 작업량을 줄이고 코드 전달 품질을 높이기 위해 훌륭한 프론트엔드 라이브러리를 사용하는 것이 좋습니다. 다음은 일반적으로 추천되는 프론트엔드 라이브러리입니다:

wagmi: wagmi는 DApp 프론트엔드가 계약과 상호작용하는 과정을 완료하기 위해 풍부한 React hooks를 제공합니다. 이를 통해 계약과의 상호작용 과정을 단순화하여 개발자가 거래 처리 및 계약 호출 작업을 더욱 쉽게 수행할 수 있습니다.
useDApp: useDApp은 multicall.js를 지원하는 복잡한 React hooks 라이브러리입니다. 다중 계약 호출 처리, 이더리움 송금 처리, EIP-712 서명 처리 등의 편리한 기능을 제공합니다.
Siwe: Siwe는 월렛 로그인 프로세스를 구현하기 위한 라이브러리입니다. 월렛 로그인과 인증을 간단하고 안전하게 구현하는 방법을 제공하며, 다른 라이브러리 및 도구와 통합할 수 있습니다.
i18next 및 react-i18next: 다국어 버전과 감지를 제공하려는 경우 i18next 및 react-i18next 등의 라이브러리를 사용할 수 있습니다. 이를 통해 다국어 지원을 편리하게 구현하고 프론트엔드 인터페이스에서 다양한 언어를 쉽게 전환하고 관리할 수 있습니다.

4 미들웨어 개발

DApp 개발에서 미들웨어는 일반적으로 프론트엔드 애플리케이션과 블록체인 네트워크 사이에 위치합니다. 프론트엔드 애플리케이션과 백본 블록체인 사이의 중간 계층 역할을 하며, 블록체인과의 상호작용을 처리하고 관리합니다.

4.1 미들웨어의 기능은 무엇인가

미들웨어는 다음 기능을 수행할 수 있습니다:

월렛 연결 및 인증 관리: 미들웨어는 월렛 연결 기능을 제공하여 사용자의 월렛과 통신하고 사용자의 인증 상태를 관리할 수 있습니다. 월렛 연결, 로그인 및 로그아웃 등의 작업을 처리하고 사용자의 인증 및 권한을 관리할 수 있습니다.
거래 처리 및 서명: 미들웨어는 계약과의 상호작용을 처리하고 거래 생성, 서명 및 블록체인 네트워크로의 전송을 담당할 수 있습니다. 거래의 전체 수명 주기를 처리할 수 있으며, 거래 생성, 거래 상태 처리 및 이벤트 모니터링 등을 포함합니다.
데이터 캐싱 및 조회: 미들웨어는 계약 데이터를 캐싱하고 조회하여 애플리케이션의 성능과 응답 속도를 향상시킬 수 있습니다. 계약의 뷰 함수 호출 결과를 캐싱하고 필요에 따라 캐시를 업데이트하고 새로 고침할 수 있습니다.
이벤트 모니터링 및 처리: 미들웨어는 블록체인 상의 계약 이벤트를 모니터링하고 이벤트가 발생했을 때 해당 작업을 수행할 수 있습니다. 이벤트 구독, 파싱 및 응답을 처리하고 프론트엔드 애플리케이션의 상태와 인터페이스를 업데이트할 수 있습니다.
오류 처리 및 로깅: 미들웨어는 블록체인과의 상호작용 과정에서 발생하는 오류와 예외 상황을 처리하고 적절한 오류 처리 및 로깅 메커니즘을 제공할 수 있습니다. 오류를 포착하고 처리하며 유용한 오류 정보와 피드백을 프론트엔드 애플리케이션에 제공할 수 있습니다.

4.2 어떤 미들웨어 도구가 있는가

DApp 개발에서는 필요한 기능을 구현하기 위해 다음 미들웨어 도구를 사용할 수 있습니다. 이러한 미들웨어 도구는 DApp 개발 과정을 단순화하고 블록체인과의 상호작용, 월렛 연결 및 인증 관리, 데이터 관리 등의 기능을 제공할 수 있습니다. 구체적으로 어떤 도구를 사용할지는 귀하의 요구사항과 기술 스택에 따라 결정됩니다.

Web3.js: Web3.js는 이더리움 네트워크와 상호작용하기 위한 JavaScript 라이브러리입니다. 이더리움 네트워크 연결, 계약 인스턴스화, 거래 전송, 계약 데이터 읽기 등의 작업을 위한 일련의 API를 제공합니다.
ethers.js: ethers.js는 이더리움과 상호작용하기 위한 또 다른 인기 있는 JavaScript 라이브러리입니다. Web3.js와 유사한 기능을 제공하며, 이더리움 네트워크 연결, 계약 인스턴스화, 거래 서명 등을 포함합니다.
Metamask: Metamask는 일반적으로 사용되는 이더리움 월렛 플러그인으로, Web3.js 또는 ethers.js와 통합되어 사용자 월렛 연결 및 거래 서명 기능을 제공합니다. Metamask를 통해 사용자는 DApp이 자신의 월렛 주소에 접근하고 거래를 수행하도록 허용할 수 있습니다.
Drizzle: Drizzle는 Web3.js 기반의 상태 관리 라이브러리로, DApp 개발을 위해 특별히 설계되었습니다. DApp의 상태를 관리하고 스마트 계약과 상호작용하며, 이벤트 자동 구독, 상태 자동 업데이트 등의 편리한 기능을 제공합니다.
Truffle Suite