구글 네이티브 클라이언트

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1. 개요
2. 역사
3. 기술적 특징
4. 활용 사례
5. 평가
- 5.1. 긍정적 평가
- 5.2. 부정적 평가
6. 2세대 샌드박스 기술 (gVisor)
참조

1. 개요

구글 네이티브 클라이언트(Native Client, NaCl)는 웹 브라우저에서 네이티브 코드를 실행하기 위한 구글의 기술이다. 2009년 "페퍼(Pepper)" 프로젝트를 통해 시작되었으며, 플러그인 API(PPAPI)를 통해 크로스 플랫폼 환경에서 안전하게 네이티브 코드를 실행할 수 있도록 설계되었다. 초기에는 넷스케이프의 NPAPI를 기반으로 했으나, 이후 자체적으로 개발되었으며, 크롬, 크로미움, 오페라, 엣지 등에서 지원되었다. 2020년 구글은 PPAPI 지원을 중단할 예정이라고 발표했다. NaCl은 샌드박스 기술을 사용하여 보안을 강화하며, C/C++로 작성된 코드를 실행할 수 있게 해준다. 게임 개발 등에서 활용되었으나, 모질라 등에서는 웹 기술 발전 저해 등의 이유로 부정적인 평가를 받기도 했다. 구글은 NaCl을 대체하기 위해 gVisor와 WebAssembly를 개발했다.

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구글 네이티브 클라이언트 - [IT 관련 정보]에 관한 문서
기본 정보
개발자	구글, 기타
프로그래밍 언어	C, C++
출시일	2011년 9월 16일
최신 버전	SDK: https://developer.chrome.com/native-client/sdk/release-notes / 2015년 7월 10일, 클라이언트: 구글 크롬과 동일
운영 체제	윈도우, 리눅스, macOS, ChromeOS
플랫폼	x86, ARM, MIPS
장르	네이티브 코드 실행을 위한 웹 브라우저의 샌드박스
라이선스	새로운 BSD
대체 기술	WebAssembly
상세 정보
상태	종료
목표	네이티브 코드를 안전하고 효율적으로 실행

2. 역사

NaCl과 PNaCl은 모두 x86 및 ARM를 지원하는 버전이 공개되어 있다. 웹 브라우저 상의 웹 애플리케이션을 네이티브 애플리케이션에 가까운 속도^[54]로 실행하는 것을 주된 목표로 하며, 안전하게 네이티브 코드를 실행할 수 있는 시스템이다. PC 버전 및 Chrome OS 버전 구글 크롬 14부터는 크롬 웹 스토어에서 배포되는 애플리케이션을 실행하는 경우에 한해 기본적으로 활성화되어 있으며, 그 외의 경우에는 chrome://flags/에서 활성화해야 한다^[54]^[55] .

NaCl의 ARM 구현은 2010년 3월에 출시되었다^[57] . x86-64도 지원된다. 그러나 NaCl은 CPU 종속적이며, 각 호스트의 명령어 집합으로 컴파일된 바이너리만 사용할 수 있다.

표준 C 라이브러리로 Newlib를 사용하고 있지만, NaCl은 포팅된 GNU C 라이브러리(glibc)도 사용할 수 있다^[59] . 표준 C 라이브러리에서는 POSIX 스레드도 사용할 수 있지만^[65], 프로세스는 지원하지 않는다.

구글 크롬 14 (릴리스 0.5)부터 Native Client는 안정적인 ABI를 가지고 있으며, 향후 버전과의 상위 호환성을 보장한다^[60] .

NaCl과 PNaCl은 구글에 의해 오픈 소스 프로젝트(BSD 스타일 라이선스)로 개발되었다^[62] .

2. 1. 개발 초기

2009년 8월, 구글은 "페퍼(Pepper)"라는 새로운 프로젝트와 함께 페퍼 플러그인 API (PPAPI)를 발표했다.^[76] 이는 플러그인을 더 이식성 있고 안전하게 만들기 위해 넷스케이프의 NPAPI를 수정한 것이다.^[77]

2010년 3월에는 ARM 아키텍처 지원이 추가되었다.^[21] x86-64, IA-32, MIPS 아키텍처도 지원되었다.

2. 2. PNaCl의 등장

구글 크롬 29부터 PNaCl이 도입되었으며, 구글 크롬 31(데스크톱 버전만 해당)부터는 PNaCl이 기본적으로 활성화되어 있다^[56]. Portable Native Client (PNaCl)는 LLVM 중간 언어 코드를 채택하여 CPU에 종속되지 않고 애플리케이션을 실행할 수 있게 하였다^[58]. 구글에서는 PNaCl용으로 작성된 애플리케이션을 Emscripten을 사용하여 범용 JavaScript로 실행하기 위한 pepper.js|pepper.js^영어도 개발하고 있다.

2. 3. 파이어폭스와의 관계

파이어폭스 개발자들은 2014년에 Pepper를 지원하지 않을 것이라고 밝혔는데, 이는 Chrome에서의 구현 외에는 API에 대한 완전한 사양이 없었기 때문이며, Chrome 자체는 Blink 레이아웃 엔진 전용으로 설계되었고, 문서화되지 않은 Flash Player 플러그인에 특정한 비공개 API를 가지고 있었다.^[36] 2016년 10월, 모질라는 Pepper API와 PDFium을 향후 파이어폭스 릴리스에 통합할지 여부를 모색하고 있다고 발표했으나,^[37] 그러한 조치는 취해지지 않았다. 2017년 7월, 어도비는 Flash를 폐지하고 2020년 말에 수명 종료를 발표했다.^[38] 2021년 1월까지 Adobe Flash Player, 구글 크롬, 파이어폭스, 사파리 및 윈도우^[39]는 Flash를 비활성화하거나 완전히 제거하는 업데이트를 받았다.

3. 기술적 특징

NaCl과 PNaCl은 모두 x86, ARM을 지원하며, 웹 애플리케이션을 네이티브 애플리케이션에 가까운 속도로 실행하고 안전하게 네이티브 코드를 실행할 수 있는 시스템이다.^[54] 구글 크롬 14부터는 크롬 웹 스토어에서 배포되는 애플리케이션을 실행하는 경우에 한해 기본적으로 활성화되어 있다.^[54]^[55] 구글 크롬 29부터 PNaCl이 도입되었고, 구글 크롬 31부터는 PNaCl이 기본적으로 활성화되어 어도비 플래시처럼 크롬 웹 스토어 이외의 일반 웹 페이지에도 사용할 수 있게 되었다.^[56]

NaCl의 ARM 구현은 2010년 3월에 출시되었으며,^[57] x86-64도 지원한다. NaCl은 CPU 종속적이라 각 호스트의 명령어 집합으로 컴파일된 바이너리만 사용할 수 있지만, PNaCl (Portable Native Client)은 LLVM 중간 언어 코드를 채택하여 CPU에 종속되지 않고 애플리케이션을 실행할 수 있다.^[58] PNaCl용 애플리케이션을 Emscripten을 사용하여 범용 JavaScript로 실행하기 위한 pepper.js^영어도 구글에서 개발하고 있다.

구글 크롬 14 (릴리스 0.5)부터 Native Client는 안정적인 ABI를 가지고 있으며, 향후 버전과의 상위 호환성을 보장한다.^[60] PNaCl은 구글 크롬 31 이후부터 상위 호환성을 보장한다.^[61] NaCl과 PNaCl은 구글에 의해 오픈 소스 프로젝트(BSD 스타일 라이선스)로 개발되었다.^[62]

3. 1. 샌드박스

NaCl은 x86-64 및 ARM에서 샌드박싱을 위해 소프트웨어 오류 감지 및 격리를 사용한다.^[23] 네이티브 클라이언트의 x86-32 구현은 x86 아키텍처의 거의 사용되지 않는 세그멘테이션 기능을 활용하는 새로운 샌드박싱 방법으로 유명하다.^[24] 네이티브 클라이언트는 샌드박싱된 코드가 접근할 수 있는 메모리 범위를 제한하기 위해 x86 세그먼트를 설정한다. 시스템 호출과 같은 안전하지 않은 명령의 사용을 방지하기 위해 코드 검증기를 사용한다. 안전한 명령 중간에 숨겨진 안전하지 않은 명령으로 코드가 점프하는 것을 방지하기 위해 네이티브 클라이언트는 모든 간접 점프가 32바이트 정렬 블록의 시작 부분으로의 점프여야 하며, 명령어가 이러한 블록을 넘을 수 없도록 요구한다.^[24] 이러한 제약으로 인해 C 및 C++ 코드는 네이티브 클라이언트에서 실행하기 위해 GNU 툴체인, 특히 GNU 컴파일러 모음(GCC), GNU Binutils, 및 LLVM의 사용자 정의 버전으로 재컴파일되어야 한다.

3. 2. Pepper API (PPAPI)

NaCl은 염화 나트륨을 가리키며 언어 유희로 후추의 이름으로 페퍼가 사용되었다. 페퍼 API는 네이티브 클라이언트 모듈을 만들기 위한 크로스 플랫폼, 오픈 소스 API이다.^[71] 페퍼 플러그인 API, 즉 PPAPI는^[72]^[73] 네이티브 클라이언트 보안 웹 브라우저 플러그인을 위한 크로스 플랫폼 API로서, 처음에는 넷스케이프 NPAPI에 기반을 두다가 처음부터 다시 작성되었다. 현재는 PPAPI 버전의 어도비 플래시^[74]와 내장 PDF 뷰어를 활성화하기 위해 크로미엄과 구글 크롬에 사용되고 있다.^[75]

2009년 8월 12일, 구글 코드의 한 페이지는 "페퍼"라는 새로운 프로젝트를 선보였으며 페퍼 플러그인 API, 즉 PPAPI와 연계하였는데,^[76] 이는 플러그인을 더 휴대성있게 더 안전하게 만들기 위해 NPAPI에 대한 수정 사항의 집합이다.^[77]

Pepper API는 게임패드(version 19)와 웹소켓(version 18)을 지원한다.^[33]

2020년 8월, 구글은 2022년 6월에 PPAPI에 대한 지원을 구글 크롬과 크로미움에서 제거할 것이라고 발표했다.^[35]

Pepper API는 Native Client 애플리케이션을 만들기 위해 사용할 수 있는 크로스 플랫폼 API로, PPAPI (Pepper Plug-in API)라고도 불린다. 넷스케이프의 NPAPI를 기반으로 하며, 브라우저를 넘어선 기능에 안전하게 접근할 수 있다.^[65]

이름의 유래는, Native Client의 약자인 NaCl이 염화나트륨(식염)의 화학 기호인 것에서, 조미료·향료로 함께 사용되는 소금, 후추의 후추 (Pepper)에서 유래했다.^[65]

PPAPI 환경에서 사용할 수 있는 기능은 다음과 같다.

기능
자바스크립트 인터페이스
원격 파일 로더
로컬 파일 IO
2D 그래픽스
3D 그래픽스 (OpenGL ES 2.0)
오디오 재생
WebSocket
각종 입력 (마우스, 키보드, 게임패드 등)
게임 지원 기능 (마우스 커서 잠금, 전체 화면 등)
기타 (etc ...)

3. 3. 표준 C 라이브러리

NaCl은 뉴립(Newlib)을 표준 C 라이브러리로 사용하지만, GNU C 라이브러리(glibc)의 포트도 사용할 수 있다.^[59] 현재 PNaCl은 glibc를 지원하지 않는다. 표준 C 라이브러리에서는 POSIX 스레드도 사용할 수 있지만,^[65] 프로세스는 지원하지 않는다.

4. 활용 사례

구글(Google)이 개발한 오픈 소스 프로젝트인 네이티브 클라이언트는 다양한 활용 사례를 보여준다.^[12] ''퀘이크'',^[13] ''둠'',^[15] ''라라 크로프트 앤 가디언 오브 라이트(Lara Croft and the Guardian of Light)'',^[16] ''프롬 더스트(From Dust)'',^[17] ''배틀 포 웨스노스(Battle for Wesnoth)'',^[14] MAME, 사운드 처리 시스템 Csound 등 다양한 게임들이 네이티브 클라이언트로 포팅되었다.

웹 브라우저 외에도 Dæmon 게임 엔진^[45]과 같은 소프트웨어에서 안전하게 다운로드된 코드를 실행하는 데 사용된다. 오픈 소스 언벤퀴시드 게임은 Dæmon 게임 엔진에서 네이티브 클라이언트를 사용하여 Q3VM (퀘이크 III 가상 머신)을 대체한다.^[42]^[43]^[44] 이 게임 엔진에서 네이티브 클라이언트 샌드박스는 게임 서버에서 다운로드한 임의의 게임 코드(모드)를 안전하게 실행하는 데 사용된다. 네이티브 클라이언트 기술을 사용하면 게임 플레이 개발자가 가상 머신에서 실행되는 게임에 C++ 언어를 사용하고, C++ 라이브러리를 사용하며, 게임과 엔진 간에 코드를 공유하고, Q3VM보다 더 나은 성능을 얻을 수 있다.^[45]

5. 평가

구글(Google)이 개발한 오픈 소스 프로젝트인 네이티브 클라이언트^[12]는 출시 이후 다양한 평가를 받았다. 긍정적 평가는 IMVU의 채드 오스틴이 네이티브 클라이언트가 안전하게 웹에서 고성능 애플리케이션을 제공하고 프로그래밍 언어 선택의 자유를 준다고 평가한 점^[46], 이드 소프트웨어의 존 카맥이 네이티브 클라이언트의 성능에 대해 칭찬한 점^[47] 등이다.

반면, 모질라 측에서는 네이티브 클라이언트의 필요성에 대해 부정적인 입장을 보였다.^[66]^[67] 크리스토퍼 블리자드는 네이티브 코드가 소스 코드 기반의 웹과 같은 방식으로 발전할 수 없다고 비판하며, NaCl을 액티브X에 비유하기도 했다.^[2] 오페라 CTO인 호콘 위움 리는 "NaCl은 '웹 이전의 좋지 않은 옛날'을 갈망하는 것처럼 보이며", "네이티브 클라이언트는 새로운 플랫폼을 구축하거나 오래된 플랫폼을 웹으로 이식하는 것이다. [...] 이는 복잡성과 보안 문제를 야기하고 웹 플랫폼으로부터 초점을 잃게 할 것이다."라고 평가했다.^[2]

5. 1. 긍정적 평가

IMVU의 채드 오스틴은 네이티브 클라이언트가 안전하게 웹에서 고성능 애플리케이션을 제공하고(네이티브 코드 대비 약 5% 성능 저하), 프로그래밍 언어(자바스크립트 외) 선택의 자유를 주어 클라이언트 측 애플리케이션 개발을 가속화할 수 있다고 평가했다.^[46]

이드 소프트웨어의 존 카맥은 2012년 퀘이크콘에서 "브라우저 내에서 무언가를 해야 한다면 네이티브 클라이언트는 매우 흥미롭습니다. 이는 사용자 모드에서 모든 것을 샌드박싱할 수 있는 상당히 영리한 x86 해킹으로 시작되었습니다. 이제는 동적 재컴파일이 되었지만, C 또는 C++로 프로그래밍하면 완전히 네이티브 코드에 대한 -O4 최적화 수준은 아니지만 거의 근접한 코드로 컴파일됩니다. 당신은 모든 사악한 포인터 체이싱과, 금속에 가까운 게임 개발자로서 원하는 모든 것을 할 수 있습니다."라며 네이티브 클라이언트를 칭찬했다.^[47]

5. 2. 부정적 평가

모질라의 제품 부사장 제이 설리번은 모질라가 브라우저 내에서 네이티브 코드를 실행할 계획이 없으며, "이 네이티브 앱은 웹 페이지 안의 작은 블랙 박스일 뿐입니다. [...] 우리는 HTML을 진정으로 믿으며, 여기에 집중하고 싶습니다."라고 밝혔다.^[48]

모질라의 크리스토퍼 블리자드는 네이티브 코드가 소스 코드 기반의 웹과 같은 방식으로 발전할 수 없다고 주장하며 NaCl을 비판했다. 그는 또한 NaCl을 DLL 지옥으로 악명 높았던 마이크로소프트의 액티브X 기술에 비유했다.^[2]

호콘 위움 리 오페라 CTO는 "NaCl은 '웹 이전의 좋지 않은 옛날'을 갈망하는 것처럼 보이며", "네이티브 클라이언트는 새로운 플랫폼을 구축하거나 오래된 플랫폼을 웹으로 이식하는 것입니다. [...] 이는 복잡성과 보안 문제를 야기하고 웹 플랫폼으로부터 초점을 잃게 할 것입니다."라고 생각했다.^[2]

자바스크립트의 창시자이자 모질라 CTO인 브렌던 아이크는 ECMAScript 6만으로 충분하며, NativeClient의 필요성을 부정했다.^[66] 모질라의 부사장인 제이 설리번은 NativeClient에 대해 "이러한 네이티브 앱들은 웹 페이지의 블랙 박스에 불과하다. [...] 우리는 HTML을 믿고 있으며, 여기에 집중하고 싶다."라고 언급했다.^[67]

6. 2세대 샌드박스 기술 (gVisor)

구글에서 개발된 두 번째 세대의 샌드박스 기술은 gVisor이다.^[49]^[50] 이는 구글 클라우드, 특히 구글 앱 엔진에서 NaCl을 대체하기 위해 개발되었다. 구글은 또한 WebAssembly를 홍보해왔다.^[51]

참조

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