特别声明

本文档只限于技术交流学习，不涉及任何价值交易，所有内容都在测试环境中部署，不具有任何经济价值。

简介

NFT是一种非同质化代币，看到这个解释理解起来有点困难，通俗的说，NFT可以理解为一种不可以分割的物质，你可以理解为NFT具有原子性，不能再次进行分割（最小单位）。在网络上NFT通常与一张图片联系在一起，这是一种表现形式，你也可以使用一段视频来表示NFT。

本质

NFT 是一种 ERC721标准代币,在理解概念之前，我们先来了解ERC20代币，ERC20代币有以下特性：

  • name-代币名称，例如 Decentraland
  • symbol-代币标识符,可以理解为缩写：例如：mana
  • decimals 精度，我们可以理解为有几位小数，通常为 ：18，那么我们可以理解为小数点后面可以精确到第18位，例如：0.000000000000000001
  • totalSupply 发行总量，例如：1000000000, 发行10亿
  • ....（其它属性和方法不重要，有兴趣可以前往 EIP20提案进行了解）

上述属性中，decimals 是重点内容，我们可以将区块链理解为一个分布式的大账本，所有参与其中的节点（运行区块链提供服务的节点）都维护一份相同的账本，ERC20代币可以理解为一种积分标准，例如我们发行时间海绵博客积分, 账本中将会记录以下内容：

  • 李雷 -> 2.5 积分
  • 韩梅梅 -> 5.5 积分
  • ....

ERC20表示的是某类数字余额的概念，这种余额有精度概念，可以将 1 分割成 0.8 + 0.2 进行转移使用。

ERC721则是另外一种概念，它表示的是一种不可分割的概念，它有以下特性：

  • name-代币名称，例如 CryptoPunks
  • symbol-代币标识符,可以理解为缩写：例如：punk
  • tokenId-uint256类型数字（32位的整数）
  • .....

ERC721没有decimals属性，增加了tokenId属性，因此不能表示余额的概念，但是可以表示你对某个事物的所有权，例如，使用TokenId属性与游戏中的某个道具进行绑定，那么TokenId就代表了特定物品，TokenId不会重复，我们要确保TokenId所对应的物品也不能重复。

小结

  • ERC20可以理解为余额的概念，可以进行拆封使用
  • ERC721可以理解为不可分割物品，每个TokenId对应的物品都是独一无二的，当然你可以按照自己的理解进行使用

博客NFT

回归正题，在博客系统中，将NFT中的TokenId与图片一一对应，我们将发行一万个NFT，每张图片各不相同(艺术细胞有限,我们参考CryptPunks图片进行开发)，约定部署在 Rinkeby 环境（ETH的测试环境，主要是没钱，ETH太贵了）中，使用NFT需要开发两个功能：

  • NFT 合约（基于Soliditiy），记录谁拥有了该NFT
  • 后端使用web3j 连接 ETH Rinkeby 环境进行交易交互

NFT合约开发

目前有多种框架都可以实现快速开发Solidity合约，HardHat和TruffleSuite是两个最热门的框架，提供了完整的开发环境，包括本地运行模拟链，开发、调试、编译、部署等功能，有兴趣的可以前往观看文档了解更多，Truffle发展的较早，接触的较多，在这里使用 Truffle框架进行开发，同时引入了OpenZeppelin Contracts 合约库简化开发

Truffle 工具的安装和使用不在此介绍，如果感兴趣可以在博客留言，看情况写介绍文档（truffle配合npm完全类似于前端项目开发）。

安装完成后使用 truffle init，初始化项目，同时使用引入依赖：@openzeppelin/contracts: ^4.5.0，编写NFT.sol合约：（这里使用了OpenZeppelin的合约库，因此不需要写很多代码）

/// 指定 Solidity开发版本
pragma solidity ^0.8.0;
 引入openzeppelin 依赖
import "@openzeppelin/contracts/access/Ownable.sol";
import "@openzeppelin/contracts/token/ERC721/ERC721.sol";

/// NFT合约，继承了 Ownable（权限控制），ERC721（实现了ERC721标准合约）
contract TimestampSpongeNFT is Ownable, ERC721 {
    /// 合约构造器
    constructor() ERC721("TimeStamp Sponge NFT", "TSN") {}
    /// 批量发布TokenId
    function mintNFT(address to, uint256[] calldata tokenIds) external onlyOwner {
        for (uint256 i = 0; i < tokenIds.length; i++) {
            _mint(to, tokenIds[i]);
        }
    }
    // 发布单TokenId
    function mintNFT(address to, uint256 tokenId) external onlyOwner {
        _mint(to, tokenId);
    }
    /// 批量发布TokenId
    function mintNFT(address[] calldata tos, uint256[] calldata tokenIds) external onlyOwner {
        require(tos.length == tokenIds.length, "ILLEGAL_ARGUMENTS");
        for (uint256 i = 0; i < tokenIds.length; i++) {
            _mint(tos[i], tokenIds[i]);
        }
    }
}

部署脚本

在migrations/2_deploy.js中编写部署脚本：

///引入NFT合约
const TimestampSpongeNFT = artifacts.require('TimestampSpongeNFT');
module.exports = async (deployer, network) => {
   if (network == 'rinkeby') {
        /// 部署NFT
        await deployer.deploy(TimestampSpongeNFT);
    }
}

部署合约需要消耗Gas，因此需要指定账户信息，在truffle-config.js中配置账户，配置信息如下：


const HDWalletProvider = require('@truffle/hdwallet-provider');

module.exports = {
  networks: {
     配置
    rinkebyeth: {
      provider: () => new HDWalletProvider({
        /// 这里配置私钥信息
        privateKeys: ['xxxxxxxx'], 
        /// 这里配置rpc地址
        providerOrUrl: 'https://rinkeby.infura.io/v3/{infura网站提供的projectId}'
      }),
      /// 网络id 代表 特定区块链id，这里的4代币 ETH 的测试网络 Rinkeby 区块链
      network_id: 4,
      gasPrice: 20000000000,
      gas: 9000000,
      confirmations: 1,
      networkCheckTimeout: 20000,
      timeoutBlocks: 200,
      skipDryRun: true
    }
  },

  // Set default mocha options here, use special reporters etc.
  mocha: {
    timeout: 100000,
    useColors: true
  },

  // Configure your compilers
  compilers: {
    solc: {
      version: "0.8.11",
      settings: {
       optimizer: {
         enabled: true,
         runs: 200
       },
      }
    }
  },
  plugins: [
    'truffle-contract-size',
    'truffle-plugin-verify'
  ],
  /// Etherscan 区块浏览器账号，用于 合约代码验证
  api_keys: {
    etherscan: 'MY_API_KEY',
    bscscan: 'MY_API_KEY',
    snowtrace: 'MY_API_KEY',
    polygonscan: 'MY_API_KEY',
    ftmscan: 'MY_API_KEY',
    hecoinfo: 'MY_API_KEY',
    moonscan: 'MY_API_KEY'
  },
};

编译合约

使用npx truffle compile对合约进行编译，日志信息如下：

blog.hzchendou.com:nft 时间博客$ npx truffle compile

Compiling your contracts...
===========================
> Compiling ./contracts/NFT.sol
> Compiling @openzeppelin/contracts/access/Ownable.sol
> Compiling @openzeppelin/contracts/token/ERC721/ERC721.sol
> Compiling @openzeppelin/contracts/token/ERC721/IERC721.sol
> Compiling @openzeppelin/contracts/token/ERC721/IERC721Receiver.sol
> Compiling @openzeppelin/contracts/token/ERC721/extensions/IERC721Metadata.sol
> Compiling @openzeppelin/contracts/utils/Address.sol
> Compiling @openzeppelin/contracts/utils/Context.sol
> Compiling @openzeppelin/contracts/utils/Strings.sol
> Compiling @openzeppelin/contracts/utils/introspection/ERC165.sol
> Compiling @openzeppelin/contracts/utils/introspection/IERC165.sol
> Artifacts written to /repo/时间博客/nft/build/contracts
> Compiled successfully using:
   - solc: 0.8.11+commit.d7f03943.Emscripten.clang

部署合约

部署合约之前需要确保你的账户余额不少于0.003 ETH，你可以在Rinkeby水龙头网站领取免费 ETH 地址 （不一定能领取成功，我就被坑了好多次，提交之后没有任何转账信息）

使用npx truffle migrate --network rinkeby可以将编译完成的合约部署到Rinkeby网络中，很遗憾的是我这里一直提示网络问题，因此只能使用另外一种方式进行部署（部署方式有很多种，本质上都是将编译后的代码提交到区块网络中，发起转账交易。创建合约比较特殊，接受地址为空），我们采用MetaMask来完成部署交易，使用发送交易方法：

let params = [{
  /// 部署合约的账户
  "from": "0xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx",
  /// 在 build/contracts/TimestampSpongeNFT.json文件中的 bytecode 属性
  "data": "xxxxxx"
}]

ethereum.request({
  /// 发送交易请求
  method: 'eth_sendTransaction',
  params: params,
  /// 部署合约的账户
  from: '0xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx',
})
.then(function (result) {
  console.log('result', result)
})
.catch(function (reason) {
 console.log('reason', reason)
})

合约部署完成：交易信息

部署完成后需要进行验证才能在浏览器中查看到源码信息，在 Truffle 中引入 truffle-plugin-verify 依赖，使用 命令 npx truffle run verify TimestampSpongeNFT@0xxxxxxxxxxxxxx --network rinkeby进行验证，完成后就可以在浏览器中看到合约源码，本合约地址

后端开发Web3

Web3j是一个RPC客户端，实现了ETH客户端提供的API方法，可以进行远程调用，不建议自行搭建ETH客户端，比较耗费资源。infura网站提供ETH网络服务，有一定的免费额度（注意网络环境，本项目使用测试网络Rinkeby），可以满足个人用户开发使用。在项目中引入依赖:

<dependency>
   <groupId>org.web3j</groupId>
   <artifactId>core</artifactId>
   <version>4.8.7</version>
</dependency>

本项目使用4.8.7版本，支持EIP-1559(优化交易费用提案)，注意`com.squareup.okhttp3`的使用版本，如果报错建议使用okhttps:4.9.0, 转账核心方法如下：

public String sendMintTransaction(String address, Long tokenId) throws IOException {
        /// 获取账号已经发起的交易数量，这个用于指定这是账号的哪一笔交易，依据nonce可以实现交易信息替换
        BigInteger nonce = getNonce();
        /// 创建交易信息，address 是获得 NFT 的ETH账户地址，contractAddress是合约地址
        RawTransaction transaction = createMintNFTTransaction(address, contractAddress, tokenId, nonce); 
        ///进行交易信息签名
        byte[] transactionBytes = TransactionEncoder.signMessage(transaction, credentials);
        String hexValue = Numeric.toHexString(transactionBytes);
         发送交易信息
        EthSendTransaction ethSendTransaction =
                web3j.ethSendRawTransaction(hexValue).send();
        /// 交易Hash，可以根据Hash在浏览器中查看交易信息
        String transactionHash = ethSendTransaction.getTransactionHash();
        return transactionHash;
}
private static RawTransaction createMintNFTTransaction(String to, String contractAddress, Long tokenId, BigInteger nonce) {
        /// 对调用函数信息进行编码
        org.web3j.abi.datatypes.Function function = new org.web3j.abi.datatypes.Function(
                FUNC_mintNFT,
                Arrays.<Type>asList(new org.web3j.abi.datatypes.Address(to),
                        new org.web3j.abi.datatypes.generated.Uint256(BigInteger.valueOf(tokenId))),
                Collections.<TypeReference<?>>emptyList());
        DefaultFunctionEncoder encoder = new DefaultFunctionEncoder();
        String data = encoder.encodeFunction(function);
        /// 区块链id，4代表的是Rinkeby测试链
        long chainId = 4L;
        /// 这里是手动设置gas使用上限，稳妥的方式是依据调用函数去查看Gas使用上限
        BigInteger gasLimit = BigInteger.valueOf(106230L);
         转账金额，这里是NFT转账，不需要转账ETH，设置为 0 
        BigInteger value = BigInteger.ZERO;
         /// maxPriorityFeePerGas ，这个是给矿工的小费，我们设置为 1GETH，稳妥的方式是依据最近100个交易计算
        /// maxFeePerGas 这个是最大 Gas价格（矿工小费 + 基础费用，基础费用是算法计算的）,
         /// maxFeePerGas - maxPriorityFeePerGas - BaseGas 剩余的费用将会进行退还（不需要深入研究，了解即可）
        return RawTransaction.createTransaction(chainId, nonce, gasLimit, contractAddress, value, data, maxPriorityFeePerGas, maxFeePerGas);
    }

至此完成功能开发，前端界面的开发就不介绍了，这里没有使用MetaMask钱包功能。

博客NFT

博客提供了10000个NFT，地址：地址，功能分为两部分：

  • 在网站获取 NFT
  • 将网站 NFT 转账到 自己 ETH账户中

领取NFT

点击领取按钮获取NFT（所有的NFT都是代码自动生成确保独一无二，领取需要登录，微信扫码进行登录），然后就可以在我的NFT中查看领取到的NFT信息：

链上转账

完成领取后，并没有在区块链上生成任何转账信息，你需要在点击链上转账按钮，在弹出框里填写你的ETH地址信息，后台会将你领取的NFT转账到你的ETH账户，完成后你就可以在脸上查看到转账信息，嘿嘿，我已经完成我的NFT领取啦, 你也快来试试吧，先到先得噢，转账信息: 交易信息

总结

  • ERC721 代币与头像对应
  • 基于 Rinkeby 环境开发
  • Rinkeby 水龙头：地址
  • Rinkeby浏览器：地址
  • NFT合约源码具有特殊性，如有需要进群领取，QQ群：901856121

参考文档

联系方式

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