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Web3实战：打造属于你的NFT数字资产

· 11min · Paxon Qiao
Table of Contents

Web3实战：打造属于你的NFT数字资产

Web3时代，NFT（非同质化代币）正重塑数字所有权的未来。无论是独一无二的艺术品还是虚拟资产，ERC721标准让你轻松实现NFT的创建与管理。本文通过一个完整的实战案例，带你深入Solidity智能合约开发，快速部署属于你的NFT代币，解锁Web3开发的无限可能。准备好加入这场数字资产革命了吗？

本文通过一个基于OpenZeppelin的ERC721智能合约MyERC721Token，展示了NFT开发的完整流程，包括合约编写、部署脚本、Sepolia测试网部署及验证。合约支持URI存储、可销毁、投票和EIP712签名等功能，适合Web3开发者快速上手。文章还涵盖部署问题优化与实用建议，为打造个性化NFT项目提供清晰指引。

MyERC721Token 实操

合约代码

// SPDX-License-Identifier: MIT
// Compatible with OpenZeppelin Contracts ^5.0.0
pragma solidity ^0.8.20;

import "@openzeppelin/contracts/token/ERC721/ERC721.sol";
import "@openzeppelin/contracts/token/ERC721/extensions/ERC721URIStorage.sol";
import "@openzeppelin/contracts/token/ERC721/extensions/ERC721Burnable.sol";
import "@openzeppelin/contracts/access/Ownable.sol";
import "@openzeppelin/contracts/utils/cryptography/EIP712.sol";
import "@openzeppelin/contracts/token/ERC721/extensions/ERC721Votes.sol";

contract MyERC721Token is ERC721, ERC721URIStorage, ERC721Burnable, Ownable, EIP712, ERC721Votes {
    uint256 private _nextTokenId;

    constructor(address initialOwner)
        ERC721("MyERC721Token", "MTK721")
        Ownable(initialOwner)
        EIP712("MyERC721Token", "1")
    {}

    function safeMint(address to, string memory uri) public onlyOwner {
        uint256 tokenId = _nextTokenId++;
        _safeMint(to, tokenId);
        _setTokenURI(tokenId, uri);
    }

    // The following functions are overrides required by Solidity.

    function _update(address to, uint256 tokenId, address auth)
        internal
        override(ERC721, ERC721Votes)
        returns (address)
    {
        return super._update(to, tokenId, auth);
    }

    function _increaseBalance(address account, uint128 value) internal override(ERC721, ERC721Votes) {
        super._increaseBalance(account, value);
    }

    function tokenURI(uint256 tokenId) public view override(ERC721, ERC721URIStorage) returns (string memory) {
        return super.tokenURI(tokenId);
    }

    function supportsInterface(bytes4 interfaceId) public view override(ERC721, ERC721URIStorage) returns (bool) {
        return super.supportsInterface(interfaceId);
    }
}

MyERC721Token 智能合约代码的解释

  1. 头部和许可证
// SPDX-License-Identifier: MIT
// Compatible with OpenZeppelin Contracts ^5.0.0
pragma solidity ^0.8.20;
  • SPDX-License-Identifier: MIT：声明代码采用MIT许可证，允许开源使用，几乎无限制，便于社区共享和复用。
  • Compatible with OpenZeppelin Contracts ^5.0.0：表明合约与OpenZeppelin合约库5.0.0及以上版本兼容，确保依赖的库功能一致。
  • pragma solidity ^0.8.20：指定Solidity编译器版本为0.8.20或兼容版本，^允许小版本更新，以保证安全性和新特性支持。
  1. 导入库
import "@openzeppelin/contracts/token/ERC721/ERC721.sol";
import "@openzeppelin/contracts/token/ERC721/extensions/ERC721URIStorage.sol";
import "@openzeppelin/contracts/token/ERC721/extensions/ERC721Burnable.sol";
import "@openzeppelin/contracts/access/Ownable.sol";
import "@openzeppelin/contracts/utils/cryptography/EIP712.sol";
import "@openzeppelin/contracts/token/ERC721/extensions/ERC721Votes.sol";

这些行导入了OpenZeppelin的标准化、经过审计的合约库，为NFT合约扩展功能：

  • ERC721.sol：ERC721标准的实现，提供NFT核心功能，如所有权管理、转移等。
  • ERC721URIStorage.sol：扩展功能，用于存储每个NFT的元数据URI（如指向JSON文件的链接，包含图片、描述等）。
  • ERC721Burnable.sol：添加“销毁”功能，允许永久删除NFT，减少流通量。
  • Ownable.sol：实现访问控制，限制特定功能（如铸造）仅限合约拥有者调用。
  • EIP712.sol：支持EIP-712标准，用于结构化数据签名，可实现无gas交易（如签名授权）。
  • ERC721Votes.sol：为NFT添加治理功能，允许NFT持有者参与投票（如DAO治理）。
  1. 合约定义和继承
contract MyERC721Token is ERC721, ERC721URIStorage, ERC721Burnable, Ownable, EIP712, ERC721Votes {
  • 定义合约名为 MyERC721Token，通过多重继承整合多个OpenZeppelin模块：
    • ERC721：提供NFT基本功能。
    • ERC721URIStorage：支持存储和查询NFT元数据。
    • ERC721Burnable：支持销毁NFT。
    • Ownable：限制功能访问，仅限合约拥有者。
    • EIP712：支持签名验证。
    • ERC721Votes：支持NFT用于治理投票。
  • 这种模块化继承方式利用OpenZeppelin的标准化代码，减少开发时间并提高安全性。
  1. 状态变量
uint256 private _nextTokenId;
  • _nextTokenId 是一个私有变量，用于跟踪下一个可用的NFT代币ID。
  • 每次铸造新NFT时，_nextTokenId 自增，确保每个NFT有唯一ID。
  1. 构造函数
constructor(address initialOwner)
    ERC721("MyERC721Token", "MTK721")
    Ownable(initialOwner)
    EIP712("MyERC721Token", "1")
{}
  • 作用：初始化合约，设置NFT名称、符号、拥有者和EIP-712参数。
  • 参数：
    • initialOwner：指定合约的初始拥有者地址，拥有特殊权限（如铸造NFT）。
  • 初始化：
    • ERC721(“MyERC721Token”, “MTK721”)：设置NFT名称为“MyERC721Token”，符号为“MTK721”（类似代币的简写）。
    • Ownable(initialOwner)：将合约所有权分配给 initialOwner。
    • EIP712(“MyERC721Token”, “1”)：初始化EIP-712签名域，名称为“MyERC721Token”，版本为“1”，用于签名验证。
  • 空函数体：{} 表示构造函数仅执行初始化，无额外逻辑。
  1. 铸造函数
function safeMint(address to, string memory uri) public onlyOwner {
    uint256 tokenId = _nextTokenId++;
    _safeMint(to, tokenId);
    _setTokenURI(tokenId, uri);
}
  • 作用：铸造新的NFT并分配给指定地址，同时设置元数据URI。
  • 参数：
    • to：接收NFT的地址。
    • uri：NFT的元数据链接（通常指向存储图片、名称等信息的JSON文件）。
  • 修饰符：
    • onlyOwner：限制仅合约拥有者可调用此函数（来自 Ownable 模块）。
  • 逻辑：
    • uint256 tokenId = _nextTokenId++：获取当前_nextTokenId 作为新NFT的ID，并自增。
    • _safeMint(to, tokenId)：调用ERC721的_safeMint 函数，铸造NFT并分配给 to（安全检查接收者是否支持ERC721）。
    • _setTokenURI(tokenId, uri)：设置NFT的元数据URI，存储在 ERC721URIStorage 中。
  • 用途：这是创建NFT的核心功能，允许拥有者铸造新代币并关联元数据。
  1. 重写函数

以下函数是Solidity要求的重写，用于解决多重继承中的冲突，确保功能正确实现：

7.1 更新函数

function _update(address to, uint256 tokenId, address auth)
    internal
    override(ERC721, ERC721Votes)
    returns (address)
{
    return super._update(to, tokenId, auth);
}
  • 作用：处理NFT的转移或销毁逻辑，需同时兼容 ERC721 和 ERC721Votes。
  • 参数：
    • to：NFT转移的目标地址。
    • tokenId：NFT的ID。
    • auth：授权地址（通常为调用者）。
  • 重写：override(ERC721, ERC721Votes) 表示重写两个父合约的 _update 函数，解决继承冲突。
  • 逻辑：调用父类的 _update 方法，保持默认行为，同时更新投票权重（用于治理）。

7.2 余额更新函数

function _increaseBalance(address account, uint128 value) internal override(ERC721, ERC721Votes) {
    super._increaseBalance(account, value);
}
  • 作用：更新账户的NFT余额，兼容 ERC721 和 ERC721Votes。
  • 参数：
    • account：账户地址。
    • value：增加的余额（通常为1，表示一个NFT）。
  • 重写：解决多重继承冲突，调用父类的 _increaseBalance 方法，确保余额和投票权重同步更新。

7.3 元数据查询函数

function tokenURI(uint256 tokenId) public view override(ERC721, ERC721URIStorage) returns (string memory) {
    return super.tokenURI(tokenId);
}
  • 作用：返回指定NFT的元数据URI。
  • 参数：
    • tokenId：NFT的ID。
  • 重写：兼容 ERC721 和 ERC721URIStorage，优先使用 ERC721URIStorage 的实现（支持存储URI）。
  • 逻辑：调用父类的 tokenURI 方法，返回存储的URI。

7.4 接口支持函数

function supportsInterface(bytes4 interfaceId) public view override(ERC721, ERC721URIStorage) returns (bool) {
    return super.supportsInterface(interfaceId);
}
  • 作用：检查合约是否支持特定接口（如ERC721或扩展接口）。
  • 参数：
    • interfaceId：接口的标识符（基于ERC-165标准）。
  • 重写：兼容 ERC721 和 ERC721URIStorage，确保正确报告支持的接口。
  • 逻辑：调用父类的 supportsInterface 方法，返回是否支持指定接口。
  1. 功能总结
  • 核心功能：
    • 铸造NFT（safeMint）：仅限拥有者铸造，设置元数据URI。
    • 元数据管理：通过 ERC721URIStorage 存储和查询NFT元数据。
    • 销毁NFT：通过 ERC721Burnable 支持销毁功能。
    • 访问控制：通过 Ownable 限制关键操作。
    • 治理支持：通过 ERC721Votes 允许NFT用于投票。
    • 签名支持：通过 EIP712 启用结构化数据签名。
  • 设计亮点：
    • 使用OpenZeppelin的模块化库，代码安全且易于扩展。
    • 支持多种高级功能（如投票、签名），适用于复杂NFT项目。
    • 通过重写函数解决多重继承冲突，保证功能一致性。
  1. 潜在用例
  • NFT市场：可用于数字艺术、收藏品或游戏资产的NFT创建。
  • 去中心化治理：NFT持有者可通过 ERC721Votes 参与DAO投票。
  • 元数据管理：通过URI存储NFT的动态内容（如图片、属性）。
  • 签名授权：支持EIP-712的签名机制，可实现无gas交易或授权。
  1. 注意事项
  • 权限管理：onlyOwner 限制了 safeMint，需确保拥有者地址安全。
  • Gas成本：多重继承和扩展功能可能增加部署和调用成本，需优化。
  • 元数据存储：URI通常指向IPFS或中心化服务器，需保证链接的持久性。
  • 测试网验证：如文章所示，合约已在Sepolia测试网部署，建议在主网部署前充分测试。

MyERC721Token 是一个功能全面的ERC721 NFT智能合约，集成了铸造、销毁、元数据管理、治理投票和签名验证等功能。通过OpenZeppelin的标准化库，代码安全可靠，适合Web3开发者快速构建NFT项目。理解其结构和逻辑，有助于深入掌握Solidity开发和Web3生态的NFT应用。

部署脚本

// SPDX-License-Identifier: UNLICENSED
pragma solidity ^0.8.13;

import {Script, console} from "forge-std/Script.sol";
import {MyERC721Token} from "../src/MyERC721Token.sol";

contract MyERC721TokenScript is Script {
    MyERC721Token public my721token;

    function setUp() public {}

    function run() public {
        vm.startBroadcast();

        my721token = new MyERC721Token(msg.sender);
        console.log("MyERC721Token deployed to:", address(my721token));

        vm.stopBroadcast();
    }
}

部署合约

NFTMarketHub on  main [!?] via ⬢ v22.1.0 via 🅒 base took 1m 18.6s
➜ source .env

NFTMarketHub on  main [!?] via ⬢ v22.1.0 via 🅒 base
➜ forge script --chain sepolia script/MyERC721Token.s.sol:MyERC721TokenScript --rpc-url $SEPOLIA_RPC_URL --broadcast --account MetaMask --verify -vvvv

[⠊] Compiling...
[⠔] Compiling 1 files with Solc 0.8.20
[⠒] Solc 0.8.20 finished in 1.44s
Compiler run successful!
Enter keystore password:
Traces:
  [2119248] MyERC721TokenScript::run()
    ├─ [0] VM::startBroadcast()
    │   └─ ← [Return]
    ├─ [2072840] → new MyERC721Token@0xC39B0eE94143C457449e16829837FD59d722933C
    │   ├─ emit OwnershipTransferred(previousOwner: 0x0000000000000000000000000000000000000000, newOwner: DefaultSender: [0x1804c8AB1F12E6bbf3894d4083f33e07309d1f38])
    │   └─ ← [Return] 10002 bytes of code
    ├─ [0] console::log("MyERC721Token deployed to:", MyERC721Token: [0xC39B0eE94143C457449e16829837FD59d722933C]) [staticcall]
    │   └─ ← [Stop]
    ├─ [0] VM::stopBroadcast()
    │   └─ ← [Return]
    └─ ← [Stop]


Script ran successfully.

== Logs ==
  MyERC721Token deployed to: 0xC39B0eE94143C457449e16829837FD59d722933C

## Setting up 1 EVM.
==========================
Simulated On-chain Traces:

  [2072840] → new MyERC721Token@0xC39B0eE94143C457449e16829837FD59d722933C
    ├─ emit OwnershipTransferred(previousOwner: 0x0000000000000000000000000000000000000000, newOwner: DefaultSender: [0x1804c8AB1F12E6bbf3894d4083f33e07309d1f38])
    └─ ← [Return] 10002 bytes of code


==========================

Chain 11155111

Estimated gas price: 10.85383427 gwei

Estimated total gas used for script: 2990587

Estimated amount required: 0.03245933566801649 ETH

==========================

##### sepolia
✅  [Success]Hash: 0x8e5b0e3a9df4e5231b88d28af9c0e6e903bf7afac027a2ee54bf5faaf67b40c0
Contract Address: 0xC39B0eE94143C457449e16829837FD59d722933C
Block: 6326900
Paid: 0.012441733790006772 ETH (2301162 gas * 5.406717906 gwei)

✅ Sequence #1 on sepolia | Total Paid: 0.012441733790006772 ETH (2301162 gas * avg 5.406717906 gwei)


==========================

ONCHAIN EXECUTION COMPLETE & SUCCESSFUL.
##
Start verification for (1) contracts
Start verifying contract `0xC39B0eE94143C457449e16829837FD59d722933C` deployed on sepolia

Submitting verification for [src/MyERC721Token.sol:MyERC721Token] 0xC39B0eE94143C457449e16829837FD59d722933C.

Submitting verification for [src/MyERC721Token.sol:MyERC721Token] 0xC39B0eE94143C457449e16829837FD59d722933C.

Submitting verification for [src/MyERC721Token.sol:MyERC721Token] 0xC39B0eE94143C457449e16829837FD59d722933C.
Submitted contract for verification:
        Response: `OK`
        GUID: `q1v8v6kswcqvnzfdifksth4hdk1ss7ukejzxxfuktumivdrr5e`
        URL: https://sepolia.etherscan.io/address/0xc39b0ee94143c457449e16829837fd59d722933c
Contract verification status:
Response: `NOTOK`
Details: `Pending in queue`
Contract verification status:
Response: `OK`
Details: `Pass - Verified`
Contract successfully verified
All (1) contracts were verified!

Transactions saved to: /Users/qiaopengjun/Code/solidity-code/NFTMarketHub/broadcast/MyERC721Token.s.sol/11155111/run-latest.json

Sensitive values saved to: /Users/qiaopengjun/Code/solidity-code/NFTMarketHub/cache/MyERC721Token.s.sol/11155111/run-latest.json

浏览器查看合约

https://sepolia.etherscan.io/address/0xc39b0ee94143c457449e16829837fd59d722933c

image-20240717185002327

部署问题修改

NFTMarketHub on  main [!?] via ⬢ v22.1.0 via 🅒 base
➜ source .env

NFTMarketHub on  main [!?] via ⬢ v22.1.0 via 🅒 base
➜ forge script --chain sepolia MyERC721TokenScript --rpc-url $SEPOLIA_RPC_URL --broadcast --verify -vvvv

[⠊] Compiling...
[⠔] Compiling 1 files with Solc 0.8.20
[⠒] Solc 0.8.20 finished in 1.46s
Compiler run successful!
Traces:
  [2120084] MyERC721TokenScript::run()
    ├─ [0] VM::envUint("PRIVATE_KEY") [staticcall]
    │   └─ ← [Return] <env var value>
    ├─ [0] VM::envAddress("ACCOUNT_ADDRESS") [staticcall]
    │   └─ ← [Return] <env var value>
    ├─ [0] VM::startBroadcast(<pk>)
    │   └─ ← [Return]
    ├─ [2072840] → new MyERC721Token@0x7eA36391c7127A7f40E5c23212A8016d6E494546
    │   ├─ emit OwnershipTransferred(previousOwner: 0x0000000000000000000000000000000000000000, newOwner: 0x750Ea21c1e98CcED0d4557196B6f4a5974CCB6f5)
    │   └─ ← [Return] 10002 bytes of code
    ├─ [0] console::log("MyERC721Token deployed to:", MyERC721Token: [0x7eA36391c7127A7f40E5c23212A8016d6E494546]) [staticcall]
    │   └─ ← [Stop]
    ├─ [0] VM::stopBroadcast()
    │   └─ ← [Return]
    └─ ← [Stop]


Script ran successfully.

== Logs ==
  MyERC721Token deployed to: 0x7eA36391c7127A7f40E5c23212A8016d6E494546

## Setting up 1 EVM.
==========================
Simulated On-chain Traces:

  [2072840] → new MyERC721Token@0x7eA36391c7127A7f40E5c23212A8016d6E494546
    ├─ emit OwnershipTransferred(previousOwner: 0x0000000000000000000000000000000000000000, newOwner: 0x750Ea21c1e98CcED0d4557196B6f4a5974CCB6f5)
    └─ ← [Return] 10002 bytes of code


==========================

Chain 11155111

Estimated gas price: 53.318074191 gwei

Estimated total gas used for script: 2990587

Estimated amount required: 0.159452339540640117 ETH

==========================

##### sepolia
✅  [Success]Hash: 0x77190a6bbe59f4b98dc06b1219ca34fcf5cc1ace40f6998bb26568fcb93e5380
Contract Address: 0x7eA36391c7127A7f40E5c23212A8016d6E494546
Block: 6355525
Paid: 0.057633696474121704 ETH (2301162 gas * 25.045475492 gwei)

✅ Sequence #1 on sepolia | Total Paid: 0.057633696474121704 ETH (2301162 gas * avg 25.045475492 gwei)


==========================

ONCHAIN EXECUTION COMPLETE & SUCCESSFUL.
##
Start verification for (1) contracts
Start verifying contract `0x7eA36391c7127A7f40E5c23212A8016d6E494546` deployed on sepolia

Submitting verification for [src/MyERC721Token.sol:MyERC721Token] 0x7eA36391c7127A7f40E5c23212A8016d6E494546.

Submitting verification for [src/MyERC721Token.sol:MyERC721Token] 0x7eA36391c7127A7f40E5c23212A8016d6E494546.

Submitting verification for [src/MyERC721Token.sol:MyERC721Token] 0x7eA36391c7127A7f40E5c23212A8016d6E494546.
Submitted contract for verification:
        Response: `OK`
        GUID: `bgjivlpsttkmre2wq8etbj9gbv6txntfhwwe3rnh3zzduq12pm`
        URL: https://sepolia.etherscan.io/address/0x7ea36391c7127a7f40e5c23212a8016d6e494546
Contract verification status:
Response: `NOTOK`
Details: `Pending in queue`
Contract verification status:
Response: `OK`
Details: `Pass - Verified`
Contract successfully verified
All (1) contracts were verified!

Transactions saved to: /Users/qiaopengjun/Code/solidity-code/NFTMarketHub/broadcast/MyERC721Token.s.sol/11155111/run-latest.json

Sensitive values saved to: /Users/qiaopengjun/Code/solidity-code/NFTMarketHub/cache/MyERC721Token.s.sol/11155111/run-latest.json


NFTMarketHub on  main [!?] via ⬢ v22.1.0 via 🅒 base took 1m 27.4s
➜

浏览器查看

https://sepolia.etherscan.io/address/0x7ea36391c7127a7f40e5c23212a8016d6e494546#code

image-20240722175829014

总结

通过本次实战，我们成功开发并部署了一个功能强大的ERC721 NFT合约MyERC721Token，在Sepolia测试网上实现数字资产的创建与管理。结合OpenZeppelin的标准化工具和Foundry的部署流程，Web3开发者可以高效构建安全可靠的NFT项目。未来，你可以扩展合约功能，接入NFT市场或探索跨链应用，在Web3的浪潮中打造属于自己的数字资产帝国。

参考