一文搞懂NFT分类与实现原理

廖雪峰 / 文章 / ... / Reads: 42643 Edit

NFT即Non-Fungible Token,与ERC-20不同,NFT是一种不可分割的Token,每个NFT都是唯一的。

ERC-721

最早的NFT就是由加密猫(Crypto Kitties)搞出来的,一种NFT就是一个合约,它通过一个唯一ID标识持有人:

contract ERC721 {

    mapping (uint256 => address) public tokenIdToOwnerAddress;

    function tokenURI(uint256 tokenId) public view returns (string memory) {
        return "https://example.com/" + tokenId;
    }
}

ERC-721合约的核心存储就是一个ID到用户地址的映射表,根据一个NFT ID查找持有人地址。如果要查看某个ID的NFT具体信息,则通过tokenURI()获得一个URI地址,访问该URI地址获得类似如下的JSON信息:

{
    "name": "Crypto Kitties",
    "image": "https://example.com/12345.png"
}

因此,一个ERC-721的NFT由合约地址和一个整数ID唯一确定。

ERC-1155

像加密猫这种使用ERC-721作为NFT,每个NFT都是唯一的,因此,与之对应的每只猫都是唯一的,不存在两只完全相同的猫。

如果用NFT对应游戏的道具呢?有些道具可能是唯一的,但有些道具可能有多个,这时,用ERC-721就不好表示,这种情况就要用ERC-1155实现。

contract ERC1155 {

    mapping (uint256 => mapping(address => uint256)) public balances;

}

ERC-1155合约的核心存储由两级映射表组成:一个ID对应一个地址:数量的映射表,这样,一个ID可对应多个完全相同的NFT,分别由一个或多个地址持有,每个地址至少持有1个。

ERC-1155介于全部唯一的ERC-721和全部相同的ERC-20之间。如果限定每个ID的数量只有一个,那么ERC-1155就退化为ERC-721,如果限定只存在一个ID,那么ERC-1155就退化为ERC-20。

ERC-6551

像加密猫这种使用ERC-721作为NFT,每只猫都有唯一的所有者,也就是钱包地址的控制人。但是我们想想,如果加密猫这个NFT本身也能持有资产呢?比如,一只加密猫可以持有衣服、帽子等NFT,甚至还可以持有ETH给自己买猫粮,是不是格局一下子就打开了?

但是ERC-721的NFT本质上就是一个整数ID,不能作为地址,也没有私钥,自然无法持有其他NFT或代币,怎么破?

ERC-6551提出了一种方法,它可以让一个ERC-721的NFT持有资产,具体方式如下:

首先,一个ERC-721的NFT可以由合约地址与ID作为唯一标识,然后,通过一个注册合约,动态部署一个新的合约,这个合约只做一件事,就是持有资产,并且支持任何转移资产的方法调用:

contract ERC6551Account {
    address erc721Contract;
    uint256 erc721TokenId;

    function execute(address to, bytes calldata data) {
        // 检查调用者:
        require(isNftOwner(erc721Contract, erc721TokenId, msg.sender));
        // 执行请求:
        to.call(data);
    }
}

也就是说,一个ERC-721的NFT通过注册合约动态部署了一个新的合约,这个新合约记录了该NFT的地址和ID,由于合约可持有资产,因此,新合约可正常接收其他NFT和代币。 如果想要从新合约把资产转移给NFT的所有者怎么办?观察execute()方法,实际上是先检查调用方是不是NFT的持有者,如果是,就执行转移指令。因此,新合约的控制权实际上是在NFT的持有人手里。

可以看出,对ERC-721来说,每个NFT都需要由持有人手动部署一个新合约才能充当NFT的“资产持有人”。上述代码是一个简化版本,为了节省GAS费用,ERC-6551实际上动态部署的是一个最小化的代理合约,再指向一个固定的ERC6551Account合约。

因此,ERC-6551以一种“外挂”的方式来解决ERC-721无法充当资产持有人的问题。它解决的另一个问题是,如果一个ERC-721的所有权发生了转移,那么该NFT对应的代理合约持有的所有资产都归新的控制人所有,这样就极大地方便了交易,即买一只加密猫同时买到了这只猫持有的衣服、帽子甚至ETH等全部资产。

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Author: 廖雪峰

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