NFT数藏系统之铸造原理和技术开发细节

本文将从零开始讲解如何铸造NFT并在OpenSea出售。NFT数藏系统开发，现成源码交流，李铁牛15889726201

首先我们讲讲什么是NFT。NFT是Non-Fungible Token（非同质化代币）的缩写。同质化代币就是BTC、ETH等，即张三手中的一个BTC和李四手中的一个BTC是完全等价的，而NFT则不然，张三手中的一个NFT和李四手中的一个NFT无法等价交换。最早的NFT是由加密猫搞出来的，所有的加密猫都是由同一个合约发行的，但每个猫都不一样，因此，每个猫都有唯一的Token ID，这就是NFT的特点：每个NFT都有一个唯一标识。

不过，需要注意的是，所谓唯一标识，仅仅指在同一个合约中发行的NFT，他们的Token ID都是唯一的，不同的合约发行的NFT，很可能有相同的Token ID。因此，一个NFT真正的唯一标识，实际上是合约地址+Token ID。

在OpenSea中，一个Collection，例如CryptoPunks，就是一个合约发出的所有NFT。所以，要发行一个Collection，首先要创建一个合约，然后，用这个合约发行的所有NFT就自动被归集到这个Collection中。

NFT有两个标准：EIP-721和EIP-1155。721标准比较简单，它只需要保证一个NFT对应一个唯一的Token ID就行，因为一个Token ID对应的NFT只有一个，而1155就要宽松一点，一个NFT可以有多个，比如一个头像有10个，那最多允许10个人持有。如果每个NFT只发1个，那就和721没啥区别了。

所以我们只需要支持1155，就相当于兼容了721。1155的NFT接口主要有以下几个：

根据一个Token ID返回Metadata的URL：uri(uint256 id)
查询一个地址拥有的Token ID数量：balanceOf(address account, uint256 id)
授权或取消授权一个地址有权转移NFT：setApprovalForAll(address operator, bool approved)
转移一个NFT：safeTransferFrom(address from, address to, uint256 id, uint256 amount, bytes calldata data)
EIP-1155定义的接口和实现都可以在OpenZeppelin上找到，我们只需要在ERC1155的基础上修改即可。ERC1155的核心代码其实就是一个映射，记录Token ID到持有地址、再到持有数量：

contract ERC1155 {
// Mapping from token ID to account balances
mapping(uint256 => mapping(address => uint256)) private _balances;
}

我们做的主要修改是增加一个Token ID到URL的映射。因为我们准备将NFT的图片和Metadata数据都放到IPFS上，所以增加一个Token ID到IPFS文件哈希的映射：

第二个修改是增加一个mint()方法来铸造NFT：

最后一步是在isApprovedForAll()中判断下当前转移操作的发起者是不是OpenSea的代理合约：

这么做的目的是将来在OpenSea售卖的时候，不需要授权操作，节省了gas费，缺点是无条件信任了OpenSea的代理合约，降低了一点安全性。

NFT铸造流程
理解NFT的铸造流程是非常重要的。首先，一个NFT关联了一个特定的资源，如图片、视频、3D模型、VR等。假定我们的NFT就是一个图片，铸造NFT的第一步是将图片上传并获得一个固定的URL。这里我们选择IPFS，上传成功后返回的URL类似：

https://ipfs.infura.io/ipfs/QmaCR37BEGv6aZzzfJ1ShT8tu52UWosVgN9ookYY94FVVt?filename=file.png

第二步是准备NFT的Metadata，也就是NFT的描述信息。标准的Metadata就是一个JSON文件，内容如下：

attributes就是NFT的属性，有多少个就往里填多少个。JSON文件也需要一个URL，可以用服务器的API返回，也可以直接上传到IPFS拿到一个URL，这个JSON的URL就是NFT的Metadata的URL，也是合约方法uri(uint256 id)返回的URL。

最后一步，我们调用mint()方法并传入NFT的Metadata的IPFS哈希，就完成了一个NFT的铸造！

铸造后默认的持有人是铸造者本人。如果切换到OpenSea并以铸造者身份登录，就可以看到我们刚铸造出的NFT：

那么问题来了：OpenSea是如何知道我们铸造的NFT并且获得了NFT的图片以及相关信息？

因为我们在铸造的时候，mint()方法写入了一条NFT转移日志，该日志记录了NFT的Token ID、数量和所有者，OpenSea读取链上的日志就可以知道该地址拥有了新铸造的NFT以及NFT的ID和数量。

紧接着，OpenSea通过调用合约方法uri(uint256 id)可以获得Metadata的URL，读取该JSON后，通过JSON文件内的”image”:”https://…”可以获取到NFT对应的图片URL，这样，根据一个合约地址和Token ID，可以获得一个NFT的所有信息。

最后，我们还需要编写一个页面，能把上传图片、设置Metadata、上传Metadata、调用合约mint()方法一键完成。可以参考网页https://michaelliao.github.io/simple-nft/：

有的同学已经看出来了，一个NFT除了Token ID和数量写在合约里不能变以外，返回的URL虽然链接是固定的，但是完全可以控制该URL以便返回修改后的Metadata，所以Metadata的内容是完全可以修改的，它对应的图片也是完全可以修改的，因此，所谓NFT不可修改，仅仅指Token ID和数量不能修改，NFT背后对应的元数据和资源文件都是可修改的，会不会修改完全看开发者的人品，并且元数据的URL也是有可能失效的。

最后我们总结一下发行NFT的5个步骤：

1.编写并部署一个1155合约；

2.上传资源文件（例如图片）；

3.上传Metadata文件；

4.写入合约铸造；

5.在OpenSea售卖。

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