使用Solidity实现的链上NFT智能合约

再次问好，作为我之前关于自定义 ERC-20 代币智能合约实现的帖子的后续，我决定这次实现一个非同质化代币的智能合约。

这些年来，甚至在我进入区块链并最终进入开发领域之前，我就听说了很多关于 NFT 的信息，并且一直在想如何创建一个 NFT。最近，在学习 solidity 时，我了解了代币标准以及它们的工作原理，当我发现我实际上可以从头开始链上创建我自己的 NFT 合约时，我感到非常着迷，在本文中，我将逐步向你展示我是如何完成我的实现的。

NFT（Non-Fungible Tokens，非同质化代币）通过为数字资产提供可验证的稀缺性和来源，彻底改变了数字所有权。这些数字资产的价值是独一无二的，即使它们看起来相同，这与 ERC-20 代币不同，在 ERC-20 代币中，合约中的所有资产必须具有相同的价值。

链上 / 链下存储

本文分解了一个链上 NFT 智能合约的实现，该合约直接在区块链上存储元数据和艺术品，这种实现被称为完全链上的，因为 NFTS 不会被上传到像 IPFS 这样的去中心化文件存储平台等等，而是，数字资产通过特殊的 solidity 函数（例如 abi.encodePacked）进行编码并转换为字节，该函数接受不同的字符串并将它们组合成一个字符串，以及用于将数组转换为字节字符的函数。

实现

## License, Pragma, and Imports
// SPDX-License-Identifier: UNLICENSED
pragma solidity ^0.8.28;
import '@openzeppelin/contracts/token/ERC721/ERC721.sol';
import '@openzeppelin/contracts/utils/Base64.sol'; //用于将 svg 编码为 base64
import '@openzeppelin/contracts/utils/Strings.sol';
import '@openzeppelin/contracts/access/Ownable.sol';

第一行指定了 UNLICENSED 标识符，表明未经明确许可，不得授予使用此代码的许可。

第二行定义了要使用的 Solidity 编译器版本。`⁰.8.28` 符号表示该合约应使用 0.8.28 版本或 0.8.x 范围内的任何兼容的较新版本进行编译。

import 语句从 OpenZeppelin 引入库，OpenZeppelin 是一个用于智能合约的开源平台，这些智能合约已经过实战测试，开发人员可以轻松地在其应用程序中引用，从而节省了构建应用程序的时间。在本智能合约的使用案例中，导入了以下库：

ERC721：以太坊上非同质化代币的标准接口

Base64：用于将二进制数据（如 SVG 图像）编码为 Base64 格式的实用程序

Strings：用于字符串操作和转换的实用程序

Ownable：一种授权机制的实现，用于将某些操作限制为合约所有者

合约声明和状态变量

contract KMSNFTOnChain is ERC721, Ownable {
using Strings for uint256;
uint256 private _tokenIdCounter;
error TokenNotFound();

我们的合约名为`KMSNFTOnChain`, 继承自 ERC721 (NFT 标准) 和 Ownable (用于访问控制)。

using Strings for uint256 语句使我们能够直接在整数值上调用字符串转换方法，这对于代币 ID 格式化非常有用。

我们声明一个私有状态变量 _tokenIdCounter 来跟踪最后铸造的代币 ID。

我们还定义了一个自定义错误 TokenNotFound()，它比使用字符串错误消息更节省 gas。

修饰器和构造函数

// Modifiers
modifier onlyOwner() {
require(owner() == msg.sender, 'Caller is not the owner');
_;
}
constructor() ERC721('KemsguyNFT', 'NKFT') Ownable(msg.sender) {}

onlyOwner 修饰器将函数访问限制为仅合约所有者。它检查调用者 ( msg.sender) 是否为所有者，如果不是，则会显示错误消息。_; 表示将执行修改函数的代码的位置。

构造函数使用以下内容初始化我们的 NFT 合约：

1. 代币集合名称：“KemsguyNFT”

2. 代币符号：“NKFT”

3. 将合约部署者设置为所有者（通过`Ownable(msg.sender)`）

这个简单的构造函数不需要任何参数，并建立我们 NFT 收藏的基本标识。

代币元数据生成

function tokenURI(uint256 tokenId) public view override returns (string memory) {
if (ownerOf(tokenId) == address(0)) revert TokenNotFound();
string memory name = string(abi.encodePacked('KemsguyNFT #', tokenId.toString()));
string memory description = 'This is an on-chain NFT';
string memory image = generateBase64Image();
string memory json = string(
abi.encodePacked(
'{"name":"',
name,
'",',
'"description":"',
description,
'",',
'"image":"',
image,
'"}'
)
);
return string(abi.encodePacked('data:application/json;base64,', Base64.encode(bytes(json))));
}

tokenURI 函数是任何 NFT 合约的关键部分，因为它提供了特定代币的元数据。此函数：

1. 首先检查代币是否存在——如果所有者是零地址（对于有效代币来说是不可能的），则会显示 TokenNotFound 错误

2. 通过将 "KemsguyNFT #" 与代币 ID 组合，为代币创建一个名称

3. 设置所有代币的简单描述

4. 调用 `generateBase64Image()` 函数以获取 SVG 图像作为 Base64 编码的数据 URI

5. 将这些组件组合成一个具有 name、description 和 image 字段的 JSON 结构

6. 将整个 JSON 编码为 Base64，并将其作为以 “ data:application/json;base64,” 开头的数据 URI 返回

这种方法将所有代币元数据存储在链上，使其完全去中心化并免受链接失效的影响（即存储在链下的元数据变得无法访问）。

SVG 图像生成

function generateBase64Image() internal pure returns (string memory) {
string memory svg = '<svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" viewBox="0 0 500 500">'
'<defs>'
'<linearGradient id="bgGradient" x1="0%" y1="0%" x2="100%" y2="100%">'
'<stop offset="0%" stop-color="#1a2a6c"/>'
'<stop offset="50%" stop-color="#b21f1f"/>'
'<stop offset="100%" stop-color="#fdbb2d"/>'
'</linearGradient>'
'<filter id="glow" x="-20%" y="-20%" width="140%" height="140%">'
'<feGaussianBlur stdDeviation="5" result="blur"/>'
'<feComposite in="SourceGraphic" in2="blur" operator="over"/>'
'</filter>'
'</defs>'
'<rect width="100%" height="100%" rx="15" ry="15" fill="url(#bgGradient)"/>'
'<circle cx="250" cy="150" r="40" fill="#000000" stroke="#ffffff" stroke-width="2"/>'
'<path d="M230 190 L220 300 L280 300 L270 190" fill="#000000" stroke="#ffffff" stroke-width="2"/>'
'<path d="M230 200 L180 230 L190 250 L230 220" fill="#000000" stroke="#ffffff" stroke-width="2"/>'
'<path d="M270 200 L330 180 L335 200 L270 220" fill="#000000" stroke="#ffffff" stroke-width="2"/>'
'<path d="M230 300 L210 380 L240 380 L250 300" fill="#000000" stroke="#ffffff" stroke-width="2"/>'
'<path d="M270 300 L290 380 L260 380 L250 300" fill="#000000" stroke="#ffffff" stroke-width="2"/>'
'<circle cx="180" cy="230" r="15" fill="#ff0000" stroke="#ffffff" stroke-width="2"/>'
'<circle cx="335" cy="200" r="15" fill="#ff0000" stroke="#ffffff" stroke-width="2"/>'
'<text x="250" y="430" font-family="Impact, sans-serif" font-size="40" text-anchor="middle" fill="#ffffff" filter="url(#glow)">KEMSGUY FIGHTER</text>'
'<path d="M100 50 L120 70 L100 90 L80 70 Z" fill="#ffcc00" stroke="#ffffff" stroke-width="1"/>'
'<path d="M400 50 L420 70 L400 90 L380 70 Z" fill="#ffcc00" stroke="#ffffff" stroke-width="1"/>'
'<rect x="150" y="50" width="200" height="40" rx="10" ry="10" fill="rgba(255,255,255,0.2)" stroke="#ffffff" stroke-width="1"/>'
'<text x="250" y="77" font-family="Arial, sans-serif" font-size="20" text-anchor="middle" fill="#ffffff">KMS FIGHTER #001</text>'
'</svg>';
return string(abi.encodePacked('data:image/svg+xml;base64,', Base64.encode(bytes(svg))));
}

generateBase64Image 函数创建一个 SVG 图像作为字符串。此 SVG 定义了一个程式化的战士角色，具有：

- 从深蓝色到红色再到黄色的渐变背景

- 带有红色格斗手套的轮廓人物

- 装饰元素和文字

- 带有发光效果的 “KEMSGUY FIGHTER” 品牌

构造 SVG 字符串后，该函数：

1. 使用 OpenZeppelin 的 Base64 库将其编码为 Base64

2. 在前面加上数据 URI 方案 “data:image/svg+xml;base64,”

3. 返回完整的数据 URI

这项技术允许图像完全存储在链上，并在 NFT 市场上和钱包中呈现，就像任何外部托管的图像一样。

铸造函数

function mint() public {
_tokenIdCounter += 1;
_safeMint(msg.sender, _tokenIdCounter);
}

mint 函数允许任何人创建一个新的 NFT。它被故意保持简单：

1. 增加代币 ID 计数器

2. 调用内部 _safeMint 函数（从 ERC721 继承）以创建代币并将其分配给调用者的地址

此实现允许无限的公共铸造，除了交易本身的 gas 费用外，没有任何限制或成本。

销毁函数

function burn(uint256 tokenId) public onlyOwner() {
_burn(tokenId);
}

burn 函数永久销毁代币，将其从流通中移除。此函数：

1. 使用 onlyOwner 修饰符将访问权限限制为仅合约所有者

2. 调用 ERC721 实现中的内部 _burn 函数来销毁代币

此功能可用于从流通中删除伪造或有问题的代币，但由于只有合约所有者可以调用它，因此代币持有者本身无法销毁他们拥有的代币。

此 NFT 的所有数据都直接存储在区块链上。这包括：

- SVG 图像（作为 SVG 标记的字符串）

- 元数据（名称、描述和图像）

这种方法有利有弊：

优点：完全去中心化、免受链接失效的影响、只要区块链存在，就可以保证可用性

缺点：部署和铸造的 गैस 成本更高，复杂艺术品的空间有限

SVG 用于艺术品

该合约使用 SVG（可缩放矢量图形）作为代币艺术品。SVG 是链上存储的理想选择，因为：

1. 它是基于文本的，因此可以直接存储在智能合约代码中

2. 它是可缩放的，因此可以以任何大小显示而不会损失质量

3. 它受到 Web 浏览器和 NFT 市场的广泛支持

Base64 编码

图像和元数据都以 Base64 编码，这会将二进制数据转换为 ASCII 文本。这种编码是必要的，因为：

1. 区块链存储使用文本

2. 数据 URI 需要 Base64 编码

3. 它允许将复杂数据直接嵌入到 tokenURI 中

仅所有者可用的代币销毁实现

通过以下方式将销毁功能限制为合约所有者：

1. onlyOwner 修饰器，它根据合约所有者检查调用者的身份

2. 将此修饰符直接应用于 burn 函数

此限制非常重要，因为销毁会永久性地将代币从流通中移除。通过将此权力限制为合约所有者，该实现可防止代币持有者销毁他们自己的代币，这对于维护收藏的完整性可能很有用。

• 原文链接： blog.blockmagnates.com/a...
• 登链社区 AI 助手，为大家转译优秀英文文章，如有翻译不通的地方，还请包涵～