M

MLOG

中文

探索 NFT 的 ERC-721 智能合约的复杂性。了解其架构、实现、安全注意事项和实际应用。

NFT 智能合约：深入解析 ERC-721 实现

非同质化代币 (NFT) 彻底改变了数字资产领域，使得在区块链上表示独一无二的物品成为可能。大多数 NFT 的核心是 ERC-721 标准，这是一套管理这些代币如何创建、管理和转移的规则。本综合指南将深入探讨 ERC-721 智能合约，涵盖其架构、实现细节、安全考量和实际应用。

什么是 ERC-721？

ERC-721 是用于在以太坊区块链上表示非同质化代币的标准。与可互换的 ERC-20 代币（意味着每个代币都与其他代币相同）不同，ERC-721 代币是独一无二的。每个代币都有一个独特的 ID，使其非常适合用于表示独特的数字或实物资产的所有权。

ERC-721 代币的主要特点：

ERC-721 智能合约架构

ERC-721 智能合约是一个实现了 ERC-721 标准的 Solidity 程序。它通常包括以下组件：

核心函数：

元数据扩展（可选）：

枚举扩展（可选）：

使用 OpenZeppelin 实现 ERC-721 智能合约

OpenZeppelin 提供了一个安全且经过审计的智能合约库，简化了 ERC-721 代币的开发。使用 OpenZeppelin 的 ERC721 实现可以降低在代码中引入漏洞的风险。以下是使用 OpenZeppelin 实现 ERC-721 智能合约的示例：

先决条件：

步骤：

  1. 初始化一个 Truffle 或 Hardhat 项目：
# Truffle
mkdir my-nft-project
cd my-nft-project
truffle init

# Hardhat
mkdir my-nft-project
cd my-nft-project
npx hardhat
  1. 安装 OpenZeppelin 合约：
npm install @openzeppelin/contracts
  1. 创建 ERC-721 智能合约：在您的 `contracts` 目录中创建一个新的 Solidity 文件（例如 `MyNFT.sol`）。
// 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;
    }



    // 以下函数是 Solidity 要求的重写。

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

import "@openzeppelin/contracts/utils/Strings.sol";
  1. 编译智能合约：使用 Truffle 或 Hardhat 编译您的智能合约。
# Truffle
truffle compile

# Hardhat
npx hardhat compile
  1. 创建部署脚本：在您的 `migrations` 或 `scripts` 目录中创建一个新的 JavaScript 文件（例如 `deploy.js`）。
// Truffle 迁移示例
const MyNFT = artifacts.require("MyNFT");

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

// Hardhat 部署脚本示例
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);
  });
  1. 部署智能合约：将您的智能合约部署到本地区块链（例如 Ganache）或测试网络（例如 Ropsten, Rinkeby）。
# Truffle
truffle migrate

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

请记得将 `ipfs://YOUR_IPFS_CID/` 替换为您实际的 IPFS CID (内容标识符)。这个基础 URI 指向您的 NFT 元数据 JSON 文件的存储位置。

在 IPFS 上存储 NFT 元数据

NFT 元数据通常存储在链下，以降低在区块链上存储数据的成本。IPFS (星际文件系统) 是一个去中心化的存储网络，常用于存储 NFT 元数据。每个 NFT 都有一个 `tokenURI`，它指向 IPFS 上的一个 JSON 文件，该文件包含关于 NFT 的元数据，例如其名称、描述、图片 URL 和其他属性。

NFT 元数据示例 (JSON)：

{
  "name": "我的超棒 NFT",
  "description": "这是一个独一无二的 NFT。",
  "image": "ipfs://您的IPFS_CID/image.png",
  "attributes": [
    {
      "trait_type": "背景",
      "value": "蓝色"
    },
    {
      "trait_type": "角色",
      "value": "机器人"
    }
  ]
}

请将 `ipfs://您的IPFS_CID/image.png` 替换为您图片的实际 IPFS CID。

将元数据上传到 IPFS 的步骤：

  1. 选择一个 IPFS 客户端：选择一个 IPFS 客户端，如 IPFS Desktop、Pinata 或 NFT.Storage。
  2. 上传您的元数据：使用您选择的客户端将您的 NFT 元数据 JSON 文件和图片上传到 IPFS。
  3. 获取 IPFS CID：上传元数据后，您将收到一个 IPFS CID。这是您在 IPFS 上数据的唯一标识符。
  4. 更新智能合约：更新智能合约中的 `tokenURI` 函数，使其指向您的 IPFS CID。

ERC-721 智能合约的安全考量

在开发 ERC-721 智能合约时，安全性至关重要。以下是一些关键的安全考量：

ERC-721 NFT 的实际应用

ERC-721 NFT 被广泛应用于各种场景，包括：

国际案例：

ERC-721 高级概念

ERC-721A

ERC-721A 是 ERC-721 标准的一种更节省 gas 的实现，它优化了在单笔交易中铸造多个 NFT 的过程。它通过将存储成本分摊到多个代币上来降低 gas 成本。这对于涉及大量铸造 NFT 的项目可能很有利。

懒惰铸造 (Lazy Minting)

懒惰铸造是一种技术，即 NFT 仅在被购买时才被铸造。这可以为拥有大量 NFT 但预计不会全部售出的项目节省 gas 成本。NFT 元数据存储在链下，直到 NFT 被购买，此时代币才被铸造，元数据才被添加到区块链上。

灵魂绑定代币 (Soulbound Tokens)

灵魂绑定代币是永久绑定到特定地址且无法转移的 NFT。这些代币可用于表示不可转让的凭证，例如学历、专业证书或社区成员资格。这是通过移除或限制 `transferFrom` 函数来实现的。

ERC-721 和 NFT 的未来

ERC-721 标准在不断发展，正在进行的研究和开发专注于提高其效率、安全性和功能性。未来的发展可能包括：

结论

ERC-721 智能合约是在区块链上代表独特数字和实物资产所有权的强大工具。通过理解 ERC-721 的架构、实现细节、安全考量和实际应用，开发人员可以构建创新且有影响力的 NFT 项目。随着 NFT 生态系统的不断发展和演变，ERC-721 标准将在塑造数字所有权的未来中发挥关键作用。

本指南为理解和实现 ERC-721 智能合约提供了坚实的基础。在开发和部署您自己的 NFT 项目时，请始终牢记优先考虑安全性并遵循最佳实践。祝您好运！

NFT 智能合约：深入解析 ERC-721 实现 | MLOG