NFT स्मार्ट कॉन्ट्रॅक्ट्स: ERC-721 अंमलबजावणीचा सखोल अभ्यास

नॉन-फंजिबल टोकन्स (NFTs) ने डिजिटल मालमत्तेच्या क्षेत्रात क्रांती घडवली आहे, ज्यामुळे ब्लॉकचेनवर अद्वितीय वस्तूंचे प्रतिनिधित्व करणे शक्य झाले आहे. बहुतेक NFTs च्या केंद्रस्थानी ERC-721 मानक आहे, जे हे टोकन्स कसे तयार केले जातात, व्यवस्थापित केले जातात आणि हस्तांतरित केले जातात यावर नियंत्रण ठेवणाऱ्या नियमांचा एक संच आहे. हे सर्वसमावेशक मार्गदर्शक ERC-721 स्मार्ट कॉन्ट्रॅक्ट्सचा सखोल अभ्यास प्रदान करते, ज्यामध्ये त्यांची रचना, अंमलबजावणीचे तपशील, सुरक्षा विचार आणि व्यावहारिक उपयोग समाविष्ट आहेत.

ERC-721 म्हणजे काय?

ERC-721 हे इथेरियम ब्लॉकचेनवर नॉन-फंजिबल टोकन्स दर्शवण्यासाठी एक मानक आहे. ERC-20 टोकन्सच्या विपरीत, जे फंजिबल आहेत (म्हणजे प्रत्येक टोकन इतर प्रत्येक टोकनसारखेच असते), ERC-721 टोकन्स अद्वितीय असतात. प्रत्येक टोकनला एक विशिष्ट आयडी असतो, ज्यामुळे ते अद्वितीय डिजिटल किंवा भौतिक मालमत्तेच्या मालकीचे प्रतिनिधित्व करण्यासाठी योग्य ठरते.

ERC-721 टोकन्सची मुख्य वैशिष्ट्ये:

नॉन-फंजिबल: प्रत्येक टोकन अद्वितीय आणि इतरांपेक्षा वेगळे आहे.
अद्वितीय ओळख: प्रत्येक टोकनला एक अद्वितीय आयडी असतो.
मालकीचा मागोवा: हे मानक प्रत्येक टोकनच्या मालकीचा मागोवा ठेवते.
हस्तांतरणीयता: टोकन्स एका खात्यातून दुसऱ्या खात्यात हस्तांतरित केले जाऊ शकतात.
मेटाडेटा: टोकन्सना मेटाडेटाशी जोडले जाऊ शकते, जे ते प्रतिनिधित्व करत असलेल्या मालमत्तेबद्दल अतिरिक्त माहिती प्रदान करते.

ERC-721 स्मार्ट कॉन्ट्रॅक्टची रचना

ERC-721 स्मार्ट कॉन्ट्रॅक्ट हा एक सॉलिडिटी प्रोग्राम आहे जो ERC-721 मानक लागू करतो. यात सामान्यतः खालील घटक समाविष्ट असतात:

मुख्य फंक्शन्स:

balanceOf(address _owner): दिलेल्या पत्त्याच्या मालकीचे किती टोकन्स आहेत, त्यांची संख्या परत करते.
ownerOf(uint256 _tokenId): विशिष्ट टोकनच्या मालकाचा पत्ता परत करते.
transferFrom(address _from, address _to, uint256 _tokenId): टोकनची मालकी एका पत्त्यावरून दुसऱ्या पत्त्यावर हस्तांतरित करते. मालकाने सुरू न केल्यास मंजुरीची आवश्यकता असते.
approve(address _approved, uint256 _tokenId): विशिष्ट टोकनची मालकी हस्तांतरित करण्यासाठी दुसऱ्या पत्त्याला मंजूर करते.
getApproved(uint256 _tokenId): विशिष्ट टोकनची मालकी हस्तांतरित करण्यासाठी मंजूर केलेला पत्ता परत करते.
setApprovalForAll(address _operator, bool _approved): कॉलरच्या मालकीचे सर्व टोकन्स व्यवस्थापित करण्यासाठी ऑपरेटरला सक्षम किंवा अक्षम करते.
isApprovedForAll(address _owner, address _operator): एखाद्या पत्त्याच्या मालकीचे सर्व टोकन्स व्यवस्थापित करण्यासाठी ऑपरेटरला मंजूर आहे की नाही हे तपासते.

मेटाडेटा विस्तार (पर्यायी):

name(): टोकन संग्रहाचे नाव परत करते.
symbol(): टोकन संग्रहाचे चिन्ह परत करते.
tokenURI(uint256 _tokenId): विशिष्ट टोकनबद्दल मेटाडेटा असलेल्या JSON फाईलकडे निर्देश करणारा URI परत करते. हा URI सामान्यतः इंटरप्लॅनेटरी फाईल सिस्टम (IPFS) पत्त्याकडे निर्देश करतो.

गणना विस्तार (पर्यायी):

totalSupply(): अस्तित्वात असलेल्या एकूण टोकन्सची संख्या परत करते.
tokenByIndex(uint256 _index): कॉन्ट्रॅक्टद्वारे संग्रहित केलेल्या सर्व टोकन्सच्या दिलेल्या निर्देशांकावरील टोकन आयडी परत करते.
tokenOfOwnerByIndex(address _owner, uint256 _index): विशिष्ट पत्त्याच्या मालकीच्या दिलेल्या निर्देशांकावरील टोकन आयडी परत करते.

ओपनझेपेलिनसह ERC-721 स्मार्ट कॉन्ट्रॅक्टची अंमलबजावणी करणे

ओपनझेपेलिन (OpenZeppelin) स्मार्ट कॉन्ट्रॅक्ट्सची एक सुरक्षित आणि ऑडिट केलेली लायब्ररी प्रदान करते, जी ERC-721 टोकन्सचा विकास सोपा करते. ओपनझेपेलिनच्या ERC721 अंमलबजावणीचा वापर केल्याने तुमच्या कोडमध्ये त्रुटी येण्याचा धोका कमी होतो. ओपनझेपेलिन वापरून ERC-721 स्मार्ट कॉन्ट्रॅक्ट कसे लागू करायचे याचे उदाहरण येथे आहे:

पूर्व-आवश्यकता:

Node.js आणि npm: तुमच्याकडे Node.js आणि npm स्थापित असल्याची खात्री करा.
Truffle किंवा Hardhat: तुमचा स्मार्ट कॉन्ट्रॅक्ट कंपाईल आणि डिप्लॉय करण्यासाठी एक विकास वातावरण (उदा. Truffle किंवा Hardhat) निवडा.
Ganache: इथेरियम विकासासाठी वैयक्तिक ब्लॉकचेन, गनाश (Ganache) स्थापित करा.

पायऱ्या:

Truffle किंवा Hardhat प्रोजेक्ट सुरू करा:

# Truffle
mkdir my-nft-project
cd my-nft-project
truffle init

# Hardhat
mkdir my-nft-project
cd my-nft-project
npx hardhat

ओपनझेपेलिन कॉन्ट्रॅक्ट्स स्थापित करा:

npm install @openzeppelin/contracts

ERC-721 स्मार्ट कॉन्ट्रॅक्ट तयार करा: तुमच्या `contracts` डिरेक्टरीमध्ये एक नवीन सॉलिडिटी फाईल (उदा. `MyNFT.sol`) तयार करा.

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.0;

import "@openzeppelin/contracts/token/ERC721/ERC721.sol";
import "@openzeppelin/contracts/utils/Counters.sol";

contract MyNFT is ERC721 {
    using Counters for Counters.Counter;
    Counters.Counter private _tokenIds;

    string private _baseURI;

    constructor(string memory name, string memory symbol, string memory baseURI) ERC721(name, symbol) {
        _baseURI = baseURI;
    }

    function mintNFT(address recipient) public returns (uint256) {
        _tokenIds.increment();

        uint256 newItemId = _tokenIds.current();
        _mint(recipient, newItemId);
        _setTokenURI(newItemId, string(abi.encodePacked(_baseURI, Strings.toString(newItemId), ".json")));

        return newItemId;
    }

    function _setTokenURI(uint256 tokenId, string memory _tokenURI) internal virtual {
        require(_exists(tokenId), "ERC721Metadata: URI set of nonexistent token");
        _tokenURIs[tokenId] = _tokenURI;
    }

    function tokenURI(uint256 tokenId) public view virtual override returns (string memory) {
        require(_exists(tokenId), "ERC721Metadata: URI query for nonexistent token");

        string memory _tokenURI = _tokenURIs[tokenId];
        return string(abi.encodePacked(_tokenURI));
    }

    mapping (uint256 => string) private _tokenURIs;

    function setBaseURI(string memory baseURI) public {
        _baseURI = baseURI;
    }



    // खालील फंक्शन्स सॉलिडिटीसाठी आवश्यक ओव्हरराइड्स आहेत.

    function _beforeTokenTransfer(address from, address to, uint256 tokenId) internal override(ERC721) {
        super._beforeTokenTransfer(from, to, tokenId);
    }
}

import "@openzeppelin/contracts/utils/Strings.sol";

स्मार्ट कॉन्ट्रॅक्ट कंपाईल करा: तुमचा स्मार्ट कॉन्ट्रॅक्ट कंपाईल करण्यासाठी Truffle किंवा Hardhat वापरा.

# Truffle
truffle compile

# Hardhat
npx hardhat compile

डिप्लॉयमेंट स्क्रिप्ट तयार करा: तुमच्या `migrations` किंवा `scripts` डिरेक्टरीमध्ये एक नवीन जावास्क्रिप्ट फाईल (उदा. `deploy.js`) तयार करा.

// ट्रफल मायग्रेशन उदाहरण
const MyNFT = artifacts.require("MyNFT");

module.exports = async function (deployer) {
  await deployer.deploy(MyNFT, "MyNFT", "MNFT", "ipfs://YOUR_IPFS_CID/");
};

// हार्डहॅट डिप्लॉयमेंट स्क्रिप्ट उदाहरण
async function main() {
  const MyNFT = await ethers.getContractFactory("MyNFT");
  const myNFT = await MyNFT.deploy("MyNFT", "MNFT", "ipfs://YOUR_IPFS_CID/");

  await myNFT.deployed();

  console.log("MyNFT deployed to:", myNFT.address);
}

main()
  .then(() => process.exit(0))
  .catch((error) => {
    console.error(error);
    process.exit(1);
  });

स्मार्ट कॉन्ट्रॅक्ट डिप्लॉय करा: तुमचा स्मार्ट कॉन्ट्रॅक्ट स्थानिक ब्लॉकचेन (उदा. Ganache) किंवा चाचणी नेटवर्कवर (उदा. Ropsten, Rinkeby) डिप्लॉय करा.

# Truffle
truffle migrate

# Hardhat
npx hardhat run scripts/deploy.js --network localhost

`ipfs://YOUR_IPFS_CID/` ला तुमच्या वास्तविक IPFS CID (कंटेंट आयडेंटिफायर) ने बदलायला विसरू नका. हा बेस URI तुमच्या NFT मेटाडेटा JSON फाइल्स कुठे संग्रहित केल्या जातील त्या स्थानाकडे निर्देश करतो.

IPFS वर NFT मेटाडेटा संग्रहित करणे

ब्लॉकचेनवर डेटा संग्रहित करण्याचा खर्च कमी करण्यासाठी NFT मेटाडेटा सामान्यतः ऑफ-चेन संग्रहित केला जातो. IPFS (इंटरप्लॅनेटरी फाईल सिस्टम) हे एक विकेंद्रित स्टोरेज नेटवर्क आहे जे सामान्यतः NFT मेटाडेटा संग्रहित करण्यासाठी वापरले जाते. प्रत्येक NFT मध्ये एक `tokenURI` असतो जो IPFS वरील एका JSON फाईलकडे निर्देश करतो, ज्यात NFT बद्दलचा मेटाडेटा असतो, जसे की त्याचे नाव, वर्णन, इमेज URL आणि इतर गुणधर्म.

उदाहरण NFT मेटाडेटा (JSON):

{
  "name": "My Awesome NFT",
  "description": "This is a unique NFT.",
  "image": "ipfs://YOUR_IPFS_CID/image.png",
  "attributes": [
    {
      "trait_type": "Background",
      "value": "Blue"
    },
    {
      "trait_type": "Character",
      "value": "Robot"
    }
  ]
}

`ipfs://YOUR_IPFS_CID/image.png` ला तुमच्या इमेजच्या वास्तविक IPFS CID ने बदला.

IPFS वर मेटाडेटा अपलोड करण्याच्या पायऱ्या:

एक IPFS क्लायंट निवडा: IPFS डेस्कटॉप, Pinata, किंवा NFT.Storage सारखा IPFS क्लायंट निवडा.
तुमचा मेटाडेटा अपलोड करा: तुमच्या निवडलेल्या क्लायंटचा वापर करून तुमच्या NFT मेटाडेटा JSON फाइल्स आणि इमेजेस IPFS वर अपलोड करा.
IPFS CID मिळवा: तुमचा मेटाडेटा अपलोड केल्यानंतर, तुम्हाला एक IPFS CID मिळेल. हा IPFS वरील तुमच्या डेटासाठी एक अद्वितीय ओळखकर्ता आहे.
स्मार्ट कॉन्ट्रॅक्ट अपडेट करा: तुमच्या स्मार्ट कॉन्ट्रॅक्टमधील `tokenURI` फंक्शनला तुमच्या IPFS CID कडे निर्देश करण्यासाठी अपडेट करा.

ERC-721 स्मार्ट कॉन्ट्रॅक्ट्ससाठी सुरक्षा विचार

ERC-721 स्मार्ट कॉन्ट्रॅक्ट्स विकसित करताना सुरक्षा सर्वात महत्त्वाची आहे. येथे काही महत्त्वाचे सुरक्षा विचार आहेत:

रीएन्ट्रन्सी हल्ले: चेक्स-इफेक्ट्स-इंटरॅक्शन्स पॅटर्न वापरून रीएन्ट्रन्सी हल्ले टाळा. यामध्ये कोणताही स्थिती बदल करण्यापूर्वी तपासणी करणे, नंतर स्थिती बदल लागू करणे आणि शेवटी बाह्य कॉन्ट्रॅक्ट्सशी संवाद साधणे समाविष्ट आहे. ओपनझेपेलिनचा `ReentrancyGuard` कॉन्ट्रॅक्ट ही असुरक्षितता कमी करण्यास मदत करू शकतो.
इंटिजर ओव्हरफ्लो/अंडरफ्लो: सॉलिडिटी आवृत्त्या >= 0.8.0 वापरा, ज्यात अंगभूत ओव्हरफ्लो/अंडरफ्लो तपासणी असते. जुन्या आवृत्त्या वापरत असल्यास, ओपनझेपेलिनची `SafeMath` लायब्ररी वापरा.
प्रवेश नियंत्रण: कोण टोकन्स मिंट, बर्न किंवा सुधारित करू शकतो हे मर्यादित करण्यासाठी योग्य प्रवेश नियंत्रण यंत्रणा लागू करा. मालकी आणि परवानग्या व्यवस्थापित करण्यासाठी ओपनझेपेलिनचे `Ownable` किंवा `AccessControl` कॉन्ट्रॅक्ट्स वापरा.
डिनायल ऑफ सर्व्हिस (DoS): संभाव्य DoS असुरक्षितता, जसे की गॅस मर्यादा समस्यांबद्दल जागरूक रहा. गॅसचा वापर कमी करण्यासाठी तुमचा कोड ऑप्टिमाइझ करा आणि कॉन्ट्रॅक्टला ब्लॉक करू शकणाऱ्या ऑपरेशन्स टाळा.
फ्रंट रनिंग: फ्रंट रनिंग टाळण्यासाठी उपाययोजना करा, जसे की कमिट-रिव्हिल योजना किंवा ऑफ-चेन ऑर्डर मॅचिंग वापरणे.
डेटा व्हॅलिडेशन: अनपेक्षित वर्तन किंवा सुरक्षा भंग टाळण्यासाठी सर्व वापरकर्ता इनपुट प्रमाणित करा.
नियमित ऑडिट: संभाव्य असुरक्षितता ओळखण्यासाठी आणि त्यांचे निराकरण करण्यासाठी प्रतिष्ठित सुरक्षा कंपन्यांकडून नियमित सुरक्षा ऑडिट करा.

ERC-721 NFTs चे वास्तविक-जगातील उपयोग

ERC-721 NFTs विविध प्रकारच्या उपयोगांमध्ये वापरले जातात, यासह:

डिजिटल आर्ट: अद्वितीय डिजिटल कलाकृतींच्या मालकीचे प्रतिनिधित्व करणे. सुपररेअर (SuperRare), फाउंडेशन (Foundation), आणि निफ्टी गेटवे (Nifty Gateway) सारखे प्लॅटफॉर्म NFT कलेची खरेदी आणि विक्री सुलभ करतात.
संग्रहणीय वस्तू: ट्रेडिंग कार्ड्स, व्हर्च्युअल पाळीव प्राणी आणि इतर वस्तूंसारख्या डिजिटल संग्रहणीय वस्तू तयार करणे. क्रिप्टोपंक्स (CryptoPunks) आणि बोअरड एप यॉट क्लब (Bored Ape Yacht Club) हे यशस्वी NFT संग्रहणीय प्रकल्पांची उदाहरणे आहेत.
गेमिंग: इन-गेम आयटम, जसे की शस्त्रे, पात्रे आणि जमीन यांचे प्रतिनिधित्व करणे. Axie Infinity आणि Decentraland हे ब्लॉकचेन गेम्सची उदाहरणे आहेत जे NFTs वापरतात.
रिअल इस्टेट: रिअल इस्टेट मालमत्तेच्या मालकीचे टोकनायझेशन करणे. हे अंशात्मक मालकी आणि मालमत्ता हक्कांचे सोपे हस्तांतरण करण्यास अनुमती देते.
पुरवठा साखळी व्यवस्थापन: पुरवठा साखळीतील उत्पादनांच्या उत्पत्ती आणि सत्यतेचा मागोवा घेणे. हे बनावटगिरी रोखण्यास आणि उत्पादनाची गुणवत्ता सुनिश्चित करण्यास मदत करू शकते.
तिकिटिंग: कार्यक्रम, मैफिली आणि इतर क्रियाकलापांसाठी तिकिटे जारी करणे. NFTs तिकीट फसवणूक रोखण्यास आणि अधिक सुरक्षित आणि पारदर्शक तिकीट प्रणाली प्रदान करण्यास मदत करू शकतात.
ओळख व्यवस्थापन: डिजिटल ओळख आणि क्रेडेन्शियल्सचे प्रतिनिधित्व करणे. हे व्यक्तींना त्यांच्या वैयक्तिक डेटावर नियंत्रण ठेवण्यास आणि ओळख चोरी रोखण्यास मदत करू शकते.

आंतरराष्ट्रीय उदाहरणे:

डिजिटल आर्ट: जगभरातील कलाकार जपानच्या ॲनिमे, आफ्रिकन आदिवासी कला आणि युरोपीय शास्त्रीय चित्रांपासून प्रेरित कलाकृतींसह, त्यांची डिजिटल कलाकृती विकण्यासाठी NFT प्लॅटफॉर्म वापरत आहेत.
गेमिंग: Axie Infinity सारखे ब्लॉकचेन गेम्स दक्षिणपूर्व आशियामध्ये लोकप्रिय झाले आहेत, जिथे खेळाडू गेम खेळून आणि NFTs चा व्यापार करून उत्पन्न मिळवतात.
रिअल इस्टेट: युनायटेड स्टेट्स, युरोप आणि आशियातील कंपन्या रिअल इस्टेट मालमत्तेचे टोकनायझेशन करण्यासाठी आणि अंशात्मक मालकी सुलभ करण्यासाठी NFTs चा वापर शोधत आहेत.

प्रगत ERC-721 संकल्पना

ERC-721A

ERC-721A हे ERC-721 मानकाचे अधिक गॅस-कार्यक्षम अंमलबजावणी आहे जे एकाच व्यवहारात अनेक NFTs मिंट करण्यास ऑप्टिमाइझ करते. हे एकाधिक टोकन्सवर स्टोरेज खर्च विभागून गॅस खर्च कमी करते. ज्या प्रकल्पांमध्ये मोठ्या संख्येने NFTs मिंट करणे समाविष्ट आहे त्यांच्यासाठी हे फायदेशीर ठरू शकते.

लेझी मिंटिंग

लेझी मिंटिंग हे एक तंत्र आहे जिथे NFTs फक्त खरेदी केल्यावरच मिंट केले जातात. यामुळे ज्या प्रकल्पांमध्ये मोठ्या संख्येने NFTs आहेत परंतु त्यापैकी सर्व विकल्या जाण्याची अपेक्षा नाही, अशा प्रकल्पांसाठी गॅस खर्च वाचू शकतो. NFT खरेदी होईपर्यंत NFT मेटाडेटा ऑफ-चेन संग्रहित केला जातो, ज्यावेळी टोकन मिंट केले जाते आणि मेटाडेटा ब्लॉकचेनमध्ये जोडला जातो.

सोलबाउंड टोकन्स

सोलबाउंड टोकन्स असे NFTs आहेत जे कायमस्वरूपी एका विशिष्ट पत्त्याशी जोडलेले असतात आणि हस्तांतरित केले जाऊ शकत नाहीत. हे टोकन्स शैक्षणिक पदवी, व्यावसायिक प्रमाणपत्रे किंवा समुदायातील सदस्यत्वासारख्या अहस्तांतरणीय क्रेडेन्शियल्सचे प्रतिनिधित्व करण्यासाठी वापरले जाऊ शकतात. हे `transferFrom` फंक्शन काढून किंवा प्रतिबंधित करून सक्षम केले जाते.

ERC-721 आणि NFTs चे भविष्य

ERC-721 मानक सतत विकसित होत आहे, ज्यात त्याची कार्यक्षमता, सुरक्षा आणि कार्यक्षमता सुधारण्यावर लक्ष केंद्रित करून संशोधन आणि विकास चालू आहे. भविष्यातील घडामोडींमध्ये हे समाविष्ट असू शकते:

वर्धित मेटाडेटा मानके: NFTs ची शोधण्यायोग्यता आणि उपयोगिता सुधारण्यासाठी अधिक प्रमाणित आणि आंतरकार्यक्षम मेटाडेटा स्वरूप.
क्रॉस-चेन इंटरऑपरेबिलिटी: NFTs ला वेगवेगळ्या ब्लॉकचेन नेटवर्क्सवर हस्तांतरित आणि वापरण्यास सक्षम करणारे उपाय.
सुधारित सुरक्षा उपाय: असुरक्षितता आणि हल्ल्यांपासून संरक्षण करण्यासाठी नवीन सुरक्षा प्रोटोकॉल आणि साधने.
वास्तविक-जगातील मालमत्तेसह एकत्रीकरण: रिअल इस्टेट, संग्रहणीय वस्तू आणि बौद्धिक संपत्ती यासारख्या भौतिक मालमत्तेच्या मालकीचे प्रतिनिधित्व करण्यासाठी NFTs चा व्यापक अवलंब.

निष्कर्ष

ERC-721 स्मार्ट कॉन्ट्रॅक्ट्स हे ब्लॉकचेनवर अद्वितीय डिजिटल आणि भौतिक मालमत्तेच्या मालकीचे प्रतिनिधित्व करण्यासाठी एक शक्तिशाली साधन आहे. ERC-721 ची रचना, अंमलबजावणीचे तपशील, सुरक्षा विचार आणि व्यावहारिक उपयोग समजून घेऊन, विकासक नाविन्यपूर्ण आणि प्रभावी NFT प्रकल्प तयार करू शकतात. NFT इकोसिस्टम वाढत आणि विकसित होत असताना, ERC-721 मानक डिजिटल मालकीचे भविष्य घडवण्यात महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावेल.

हे मार्गदर्शक ERC-721 स्मार्ट कॉन्ट्रॅक्ट्स समजून घेण्यासाठी आणि लागू करण्यासाठी एक भक्कम पाया प्रदान करते. तुमचे स्वतःचे NFT प्रकल्प विकसित आणि तैनात करताना नेहमी सुरक्षिततेला प्राधान्य द्या आणि सर्वोत्तम पद्धतींचे पालन करा. शुभेच्छा!