以太坊ERC721非同质化代币（NFT数字藏品）发行实战

作者: 木巽 | 来源:发表于2022-12-01 18:03 被阅读0次

一、前期准备

首先了解下EIP721提案的内容https://learnblockchain.cn/docs/eips/eip-721.html。目前在MetaMask等数字钱包中只能显示拥有的NFT的数量，并不能查看图片等信息。一般是放在opensea.io这样的网站上去展示和交易，所以你需要先能访问https://testnets.opensea.io/网站。

二、开发环境搭建

需要用到vscode及Truffle插件，nodejs和npm，MetaMask钱包。参考我的上一篇文章：https://www.jianshu.com/p/6d01a0020cdc

因为testnets.opensea.io不支持sepolia测试网，所以只能用goerli网了。那就先去这个网址获取以太坊goerli链测试币：https://goerli-faucet.pk910.de/

三、开发实战

3.1 新建项目

先新建一个空的目录作为项目的根目录，打开vscode开发工具，然后点击菜单“查看”-“命令面板”，在输入框中输入“truffle”，点击“Truffle: New Solidity Project” 命令，再点击“Create empty project”创建一个空的项目，会弹出对话框选择一个目录来存储代码。

vscode中新建Truffle项目

3.2 安装类库

项目创建完成之后，再点击菜单“查看”-“终端”，打开终端面板（如下图1）。当然你也可以在windows运行cmd“命令提示符”或“终端”程序，切换到项目目录下，执行下面的命令：

# 设置国内镜像，提高下载速度
npm config set registry https://registry.npm.taobao.org 
npm i @openzeppelin/contracts
npm i @truffle/hdwallet-provider
npm i -D truffle-plugin-verify

第一个npm config命令是配置下载镜像，提高下载速度，如果已经执行过可以忽略。

@openzeppelin/contracts是开源的solidity代币或NFT代码库，官方的文档：https://docs.openzeppelin.com/contracts/4.x/erc721
在node_modules\@openzeppelin\contracts\token\ERC721 目录下，可以看到等下要用到的代码。
@truffle/hdwallet-provider是一个钱包工具类，类似前面安装的MetaMask钱包。
truffle-plugin-verify为智能合约校验插件。

点击4处资源管理器图标，可以看到代码的目录结构。

3.3 代码编写

3.3.1 定义外部JSON文件

你需要为每一个数字藏品定义一个JSON文件，因为每个NFT都是独一无二的，发行几个就定义几个。如果是测试的话，重复使用一个JSON文件也是可以的。文件内容参考如下：

{ "name": "Elwin721 hummingbird #6",
  "description": "Elwin721 hummingbird test6",
  "image": "https://liargame.net/hummingbird.png",
    "attributes": [
        { "trait_type": "Eyes","value": "Black"},
        {  "trait_type": "Wing","value": "Purple"}
    ],
    "date": "2022-12-02"}

name是NFT的名称，description是说明，image是图片，这三个属性是必须要有的。attributes为附加属性数组，用trait_type和value来定义就可以了，上面的定义意思是眼睛是黑色、翅膀为紫色。你还可以增加增加其他属性值，如日期等等。

定义完成之后，要把JSON文件上传到互联网上，可以通过http来访问。假设你的网站关闭了，那链接就失效了，所以推荐发布到去中心化的网络上，这样你的NFT理论上就会永久存在且不会被篡改。image图片最好也存储在去中心化的网络上。

去中心化的网络，一般用IPFS（星际文件系统），官网地址：https://ipfs.tech/。上传文件到IPFS需要先安装客户端，因为客户端程序会把别人上传的文件也存储在你的硬盘上，占用你的磁盘空间，我就没有安装，有兴趣的话或者生产阶段可以试一下。

举个例子：大名鼎鼎的无聊猿NFT，就把图片和json存储在IPFS上，可以通过下面链接查看编号5809的无聊猿的JSON内容：https://ipfs.io/ipfs/QmeSjSinHpPnmXmspMjwiXyN6zS4E9zccariGR3jxcaWtq/5809，等下我也用这个ipfs链接来测试。

3.3.2 contacts/Demo721.sol

右击contacts目录，新建文件，输入：Demo721.sol并回车，你也可以用别的文件名。输入文件内容如下：

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

import "@openzeppelin/contracts/token/ERC721/extensions/ERC721URIStorage.sol";
import "@openzeppelin/contracts/utils/Counters.sol";

contract Demo721 is ERC721URIStorage {
    using Counters for Counters.Counter;
    Counters.Counter private _tokenIds; //计数器，用于NTF的编号
    address private creater; //合约创建者

    constructor() ERC721("Demo721 of Elwin", "ELW") {
        creater = msg.sender;
        mint(0x680341FF452F3276F7C132E39dB2b9c93b4c4197,"https://liargame.net/6.json");
        mint(0x680341FF452F3276F7C132E39dB2b9c93b4c4197,"ipfs://QmeSjSinHpPnmXmspMjwiXyN6zS4E9zccariGR3jxcaWtq/5742");
    }

    //产生一个NFT，钱包地址，JSON文件路径
    function mint(address player, string memory tokenURI) public  returns (uint256)
    {
        //只有创建者才可以生产NFT
        require(msg.sender==creater,"you are not the creater of the contract!");
        uint256 newItemId = _tokenIds.current();
        _mint(player, newItemId);
        _setTokenURI(newItemId, tokenURI);

        _tokenIds.increment();
        return newItemId;
    }
}

这就是主合约文件，有一个构造函数和一个产生NFT的函数mint。mint函数要合约的创建者才能调用，传入合约创建者的钱包地址和上面提到的JSON文件存储地址即可创建一个NFT。构造函数调用了父合约的构造函数，两个参数分别为代币的说明和代币的符号（缩写）。构造函数中也初始化了两个NFT，一个是在普通网站上存储的，一个是在IPFS系统上存储的。

3.3.3 migrations/721_deploy.js

在migrations目录下新建721_deploy.js文件，这是一个部署js文件，文件名中下划线前面一定要为数字才能在部署时被执行，如果migrations目录下有多个文件，按前面数字从小到大的顺序依次执行。文件内容如下：

const elwin721 =  artifacts.require("./contracts/Demo721.sol");
module.exports = function(deployer) {
  deployer.deploy(elwin721);
};

代码也很少，第一行是导入Demo721.sol合约文件，deployer.deploy(elwin721);为部署导入的合约。

3.3.4 truffle-config.js

修改项目根目录下的truffle-config.js文件，文件内容如下：

var HDWalletProvider = require("@truffle/hdwallet-provider");
var MnemonicPhrase = "hello cat shed ……";  //填入你的MetaMask钱包助记词
var ProviderUrl ="https://rpc.ankr.com/eth_goerli";   //goerli 网接口地址
var AddressIndex=0;  //钱包中的第几个地址，从0开始；如果钱包中只有一个地址，可以去掉这个参数

module.exports = {
  networks: {
    sepoliaTestNet:{
      network_id:"*",
      provider: function() {
        return new HDWalletProvider(MnemonicPhrase, ProviderUrl, AddressIndex);//使用助记词
      },
    network_id: "*",  // 匹配任意网络
    gas: 3012388,
    gasPrice: 2000000000 //根据网络行情设定燃料价格
    }
  },
  mocha: {},
  plugins: [
    'truffle-plugin-verify'
  ],
  api_keys: {
     etherscan: "*****"
  },
  compilers: {
    solc: {
      version: "0.8.17"
    }
  }
};

这个文件是项目的一些配置信息，MnemonicPhrase为MetaMask钱包助记词(填写你自己的，12个单词用半角空格分隔)，钱包中的地址为合约的发布者地址，所以这个地址要保证有余额；ProviderUrl 为网络接口地址；gas为最大使用燃气量，如果不够会报错，如果超出会退回；gasPrice为燃气价格，每个网络不同的，可以使用postman等工具查询各网络提供的JSON-RPC接口获取（参考我的前一篇文章）。你可以把燃料价格设得比当前价格高一点才能优先被执行，如果设置的低于当前价格，部署时会报错。api_keys.etherscan的值，在后面合约验证的时候再填写。

3.4 部署合约

保存上面的代码后，在资源管理器中鼠标右击合约文件（如下图），在弹出菜单的最下面有Build Contracts和Deploy Contracts两个菜单，Build Contracts为执行编译合约命令，Deploy Contracts为部署合约命令。因为执行部署命令时会先编译，所以可以直接点击Deploy Contracts菜单。

编译或部署以太坊智能合约

然后在弹框中选择刚才在truffle-config.js配置文件中配置的sepoliaTestNet网络开始部署，如下图：

有时右下角会提示再次提示安装@truffle/hdwallet-provider钱包，点击“安装”即可。如果部署不成功，再次重复上面的操作来部署即可。

出现类似下面的结果即为部署成功，如果出现其他错误提示，按提示内容来处理。

721_deploy.js
=============
[Truffle: Execute command] 
   Deploying 'Demo721'
   -------------------
[Truffle: Execute command]    > transaction hash:    0x031d1b1a6e295fed5819d2ed8a02a3b2bb2a70ca2b9cdfe884889f466c94c426
[Truffle: Execute command] - Blocks: 0            Seconds: 0
[Truffle: Execute command] - Blocks: 0            Seconds: 5
[Truffle: Execute command] - Blocks: 1            Seconds: 9
[Truffle: Execute command] - Blocks: 1            Seconds: 13
[Truffle: Execute command] - Blocks: 1            Seconds: 17
[Truffle: Execute command] - Blocks: 2            Seconds: 21
[Truffle: Execute command]    > Blocks: 2            Seconds: 21
   > contract address:    0x45761E880De353444E02565d1bc7FeD820E6ff60
   > block number:        8059468
   > block timestamp:     1669970796
   > account:             0x680341FF452F3276F7C132E39dB2b9c93b4c4197
   > balance:             0.187160573275033315
   > gas used:            2839083 (0x2b522b)
   > gas price:           2 gwei
   > value sent:          0 ETH
   > total cost:          0.005678166 ETH

[Truffle: Execute command]    > Saving artifacts
   -------------------------------------
   > Total cost:         0.005678166 ETH
Summary
=======
> Total deployments:   1
> Final cost:          0.005678166 ETH

[Truffle: Execute command] Finished running command
[Truffle for VSCode] Deploy succeeded

0x45761E880De353444E02565d1bc7FeD820E6ff60 为成功部署的合约地址，可以去https://goerli.etherscan.io/去查看如下图。0x680341FF452F3276F7C132E39dB2b9c93b4c4197为钱包账户地址，你会发现余额减少了，上面用了2839083个燃气，花费0.005678166 个测试币。

四、代币合约验证

我们部署的合约，其实是部署了编译后的字节码；为了让你的合约更可信，可以上传合约源代码到etherscan.io网验证一下，这样显得你的代币合约更可信。上图中点击刚部署的合约页签，红框位置有提示校验合约。详细操作可以参考这篇文章：https://learnblockchain.cn/article/1314

注意要以管理员身份运行校验命令truffle run verify Demo721 --network GoerliTestNet 两个参数分别为合约名和网络配置名：

管理员身份执行校验命令
上图因为网络连接的原因无法校验。Failed to connect to Etherscan API at url https://api-goerli.etherscan.io/api

下图是之前校验成功的合约，可以看到合约页签后面有绿色的图标，点击“Read Contract”按钮，就可以调用合约中的视图函数，比如查询NFT的存储地址，以及所有者等操作。

校验成功的合约

五、查看铸造的NFT

5.1 MetaMask钱包中查看

打开MetaMask钱包，切换到Geoerli测试网络，点击最下面的“添加资产”链接，弹出如下界面：

输入代币合约地址，再点击下一个输入框，发现自动识别了代币符号，小数填0，然后点击“添加自定义代币”按钮，然后再次确认点击“添加代币”按钮，就可以看到刚发行的NFT了，如下图。

这里只能看到该合约NFT数量为2，但看不到图片，也不能交易。

5.2 testnets.opensea.io上查看

在浏览器上输入上面的地址，然后点击右上角的“个人资料”图标或钱包图标，会弹出要连接钱包（如下图）。选择MetaMask钱包，并输入密码。

然后再点击个人资料，就能看到刚才发布的两个NFT了。点击可以看到NFT的详细资料，也可以出售。

testnets.opensea.io网上可以看到发行的NFT图片

六、后续铸造

上面是在构造函数中铸造的两个NFT，如果还想要继续铸造怎么办呢？下面介绍一种方法，使用ethers.js前端接口来调用发布的合约。先在终端中执行命令npm i ethers 安装依赖包。

6.1 test/mint721.js

在“test”目录下新建一个“mint721.js”文件，内容如下：

const ethers = require('ethers');

//调用合约的函数或者事件，不需要全部函数的定义都列出来
let abi = [
  "function mint(address player,string tokenURI) public returns (uint256)",
  "function tokenURI(uint256 tokenId) public view returns (string memory)",
];

// Connect to the network
let provider = new ethers.providers.JsonRpcProvider(
  "https://rpc.ankr.com/eth_goerli"
);

// 地址来自上面部署的合约
let contractAddress = "0x45761E880De353444E02565d1bc7FeD820E6ff60";

// 使用Provider 连接合约
let contract = new ethers.Contract(contractAddress, abi, provider);

// 钱包地址的私钥；生产环境注意保密，用完可以清空
let privateKey="*****";

// 从私钥获取一个签名器 Signer
let wallet = new ethers.Wallet(privateKey, provider);

// 使用签名器创建一个新的合约实例，它允许使用可更新状态的方法
let contractWithSigner = contract.connect(wallet);

// 调用前面定义的abi交易函数，需要扣除交易费。 只读函数不用这种方式调用，可以在etherscan.io网上校验合约后直接调用
contractWithSigner
  .mint( 
    "0x680341FF452F3276F7C132E39dB2b9c93b4c4197",
    "ipfs://QmeSjSinHpPnmXmspMjwiXyN6zS4E9zccariGR3jxcaWtq/4959"
  )
  .then(
    function (data) {
      if (data) {
        console.log("========data:");
        console.log(data);
      }
    },
    function (error) {
      if (error) {
        console.log("========error:");
        console.log(error);
      }
    }
  );

要调用合约的mint函数，要在abi函数数组中写出函数的定义，注意要把“view”、“memory”等修饰词去掉，多余的空格也去掉。不必把全部的函数的定义都写出来，需要调用什么就写什么。合约地址，和钱包地址改为你自己的。钱包的私钥privateKey，可以在MetaMask中，点击数字钱包地址后面的三个点符号，进入“账户详情”页中“导出私钥”获取（如下图）。

保存上面的js文件后，在终端中输入命令node ./test/mint721.js并回车运行，即可在指定的合约中再次铸造一个NFT，运行结果如下图。

然后再打开opensea的测试网，点击“个人资料”，就能看到后面新铸造的NFT数字藏品了，如果没有看到，可以稍等一会儿再刷新页面。

在详情中可以看到合约地址，点击进去可以看到合约的基本信息、交易、事件、验证等；代币ID，点击后面蓝色的数字可以看到JSON定义文件内容；JSON中定义的5个属性已经显示在上面了。

至此，ERC721标准的数字藏品发行和后期铸造已经讲完了。当然你也可以不用写代码，直接在opensea网站上传你的数字藏品，然后直接出售。opensea网站上直接上传相当于调用了网站发布的ERC1155标准合约上mint或batchMint函数。EIP1155是一个多代币合约，可以将ERC20、ERC721都包含进一个合约中。比较适合游戏环境中，游戏中的金子或银两就是同质化的，而游戏中的武器装备又是非同质化的，这种情况就使用ERC1155标准合约，增加新的装备就调用mint函数就可以了，而不用每次都部署一个新的合约了。同理opensea使用ERC1155也是为了减少频繁部署新的合约，避免浪费交易费用以及方便后续的管理。

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