利用区块链技术革新葡萄酒行业：我们在 Arbitrum 上构建酒庄的旅程

介绍

该任务是构建一个葡萄酒庄园市场，酿酒师可以直接向收藏家和爱好者出售他们独特的葡萄酒。为了确保数据完整性和真实性，区块链被选为真实验证来源，从而保证了每款葡萄酒的信息都保持不可更改和透明。

在该系统中，每一个葡萄酒批次都对应于一个单独的智能合约，该合约在区块链上充当一个 NFT 集合。该批次中的每一个瓶子都是独一无二的，并具有其以 NFT表示的数字孪生，从而确保了可验证的来源、所有权跟踪以及去中心化生态系统中的无缝交易。

该平台的操作方式与传统的在线市场相同：

1. 买家浏览葡萄酒，选择一瓶，然后将其添加到购物车中。
2. 完成付款后，葡萄酒将被准备好运送给买家。
3. 同时，在区块链上，代表该瓶葡萄酒的 NFT 从酿酒师转移到买家，从而反映了现实世界中的交易。

酿酒师（卖家）和客户（买家）都需要拥有一个加密钱包才能与系统进行交互。 在铸造期间，NFT（代表瓶子）最初是分配给酿酒师的。 发生购买时，酿酒师将 NFT 的所有权转移给买家，从而确保透明度、信任和可验证的所有权历史记录。

传统葡萄酒追踪的挑战以及区块链为何能改变游戏规则

在传统系统中，真实验证来源将存储在葡萄酒庄园市场网络门户的中心化数据库中。 但是，由于该市场是新的，因此它缺乏既定的声誉，从而使投资者和收藏家难以信任所提供的信息。 数据可能会被更改、删除或操纵，从而引起对真实性和可靠性的担忧。

此外，传统的市场容易受到以下因素的影响：

· 欺诈和伪造：中心化系统可能会被操纵，从而导致虚假的葡萄酒清单或更改的所有权记录。

· 缺乏透明度：买家必须信任市场的内部记录，这些记录可能会被更改或隐藏。

· 过度生产问题：买家可能不相信酿酒师在一个批次中发行的瓶数正好是声明的数量，而不多发，这可能会稀释葡萄酒的稀有性和价值。

· 丢失历史所有权记录：在传统系统中，几乎不可能证明某个特定的瓶子曾经由名人、知名收藏家或著名的机构拥有。 但是，借助区块链，所有权历史记录会被永久记录并公开验证。 如果一个稀有的葡萄酒瓶之前由名人拥有，则这种来源证明可以显着提高其在二级市场中的价值。

区块链如何解决这些问题

通过利用区块链，我们创建了一个防篡改、透明和去中心化的系统，其中：

✅ 每个葡萄酒批次都永久记录在智能合约上，从而确保其真实性。

✅ 每个瓶子都有一个数字孪生（NFT），从而使所有者可以证明来源并验证所有权。

✅ 所有交易（铸造、销售和开启）都记录在链上，从而几乎不可能进行欺诈。

✅ 安全性是内置的，因为区块链的加密机制可以防止黑客攻击和数据篡改。

通过采用区块链，葡萄酒庄园市场可以从即时信誉、投资者信心和防欺诈基础设施中受益，从而为优质葡萄酒行业的信任树立了新的标准。

用例

用例：创建葡萄酒系列

1. 酿酒师登录并连接钱包

• 酿酒师登录到葡萄酒庄园市场并连接他们的加密钱包。
• 系统存储酿酒师的钱包地址，以供将来交互。

2. 酿酒师创建葡萄酒系列（批次）

• 酿酒师提供葡萄酒批次的基本详细信息，包括：名称、描述和最大瓶数、瓶子图像和 OpenSea 横幅图像、智能合约名称和合约符号
• 市场处理此请求以创建新的葡萄酒系列。

3. 在 IPFS 上生成和存储元数据

• 创建一个合约元数据 JSON，其中包含：名称、描述、瓶子图像、OpenSea 横幅、指向网络市场页面的链接
• 此元数据已上传到 IPFS（星际文件系统）以进行去中心化存储。
• IPFS 返回一个 CID（内容标识符），形成 contractURI（例如，ipfs://<CID>）。

4. 在区块链上部署智能合约

• 市场部署智能合约，使用：合约名称和符号、最大瓶数（以定义 NFT 集合大小）、contractURI（指向 IPFS 元数据）、contractSourceAbi（确保合约符合预期的标准）
• 区块链返回一个合约地址，代表此特定的葡萄酒批次。
• 此合约地址存储在市场数据库中，从而将葡萄酒系列链接到其区块链记录。

5. 智能合约验证

• 部署后，系统通过执行 verifyContract 操作来验证智能合约。
• 验证过程检查：合约名称、符号、最大瓶数、contractURI（确保元数据完整性）、contractSource（确保合约逻辑与已部署的版本匹配）
• 此验证确保合约是真实的、透明的且可在区块链浏览器上查看。

用例：购买一瓶葡萄酒

买家流程

1. 身份验证和钱包连接

• 买家登录或注册到 Web 市场。
• 他们连接他们的加密钱包，这会将他们的钱包地址链接到他们的市场资料。

2. 选择和支付瓶子

• 买家将一个葡萄酒瓶添加到购物车并继续付款。
• 付款包括代表该瓶子的特定 NFT 的 token ID。

3. 酿酒师通知

• 市场通知酿酒师有关购买请求。

2. 酿酒师流程

1. 身份验证和钱包连接

• 酿酒师登录到 Web 市场并连接他们的加密钱包。

2. 批准销售

• 酿酒师通过指定 token ID 和买家的 ID 来批准瓶的销售。

3. 创建和上传元数据 (TokenURI)

• 市场生成一个 JSON 文件，其中包含：葡萄酒名称 和 描述，u nique 瓶子标识符、瓶子图像、所有权历史记录（例如，“Sold from A to B”）
• 此 JSON 文件已上传到 IPFS，从而生成 CID（内容标识符）。
• 市场将 TokenURI 设置为指向 IPFS 链接。

4. 铸造和转移 NFT

• 市场与 Blockchain 交互以 mint NFT，使用：合约地址、买家的钱包地址、tokenID、tokenURI、合约源 ABI
• 区块链更新 NFT 的所有权，将其转移到 买家的钱包。

3. 货运流程

• Web 市场 通知 Shop（履行服务）以交付实物瓶子。
• 商店将瓶子运送到买家提供的地址。

用例：开启一瓶葡萄酒

1. 买家操作

1. 物理开启瓶子

• 买家开启葡萄酒瓶。
• 扫描软木塞下的 QR 码以验证瓶子的真伪。

2. 注册开启的瓶子

• 买家从 QR 将 集合 ID、token ID 和 secret code 提交到 Web 市场。
• 市场验证请求并确认瓶子已开启。

3. 撰写评论

• 市场提供特定于集合的评论表单。
• 买家提交葡萄酒的评论和评分。

4. 连接钱包

• 买家连接他们的加密钱包以验证和签署瓶子开启事件。

2. 更新区块链上的元数据

1. 为开启的瓶子创建新的 TokenURI

• 市场生成一个 新的 JSON 文件，其中包含：葡萄酒名称、描述、tokenId、瓶子图像、活动日志（例如，“由 A 在 YYYYMMDD 上开启”）
• 此元数据已上传到 IPFS，从而生成 CID（内容标识符）。
• 市场将新的 TokenURI 设置为引用 IPFS 链接。

2. 更新区块链

• 区块链更新 TokenURI 以反映开启状态。
• NFT 被销毁，从而确保无法转售瓶子，从而增强真实性。

3. 可选：专家评论更新

• 如果用户具有专家角色，则市场会在买家输入后更新专家评分和评论。

用例：将评论和分数保存到集合中

1. 评论准备情况检查

• Web 市场验证葡萄酒系列是否存在至少 5 个专家评论。
• 如果满足条件，则会通知酿酒师评论已准备好发布。

2. 酿酒师身份验证和发布

• 酿酒师登录并连接他们的钱包。
• Web 市场与酿酒师的钱包建立连接以验证交易。
• 酿酒师确认专家评论和分数的发布。

3. 评论数据的创建和存储

• Web 市场编译评论详细信息，包括：集合 名称 和 描述、瓶子图像、openSea 横幅图像、指向网络市场上瓶子页面的链接。
• 此数据以 JSON 格式存储并上传到 IPFS。
• IPFS 返回一个 内容标识符 (CID)，从而生成一个唯一的 reviewAndScoreURI (ipfs://<CID>)。

4. 区块链存储

• Web 市场调用 Blockchain 以在 智能合约中存储 reviewAndScoreURI。
• 这可以确保专家评论永久链接到集合，并且可以通过区块链浏览器和 OpenSea 访问。

用例：检索瓶子信息

1. 运送瓶子

• Shop 将购买的葡萄酒瓶运送给买家。
• 瓶子附带一个 QR 码，可以扫描该代码以进行来源和真实性检查。

2. 检索葡萄酒瓶详细信息

1. 买家扫描 QR 码

• 买家扫描瓶子上的 QR 码以检索数字记录。

2. 从 Web 市场获取瓶子数据

• 买家向 Web 市场 发送包含 集合 ID 和 Token ID 的请求。
• Web 市场返回 以下详细信息：
• 评论和分数 — 汇总的消费者和专家评分。
• Arbiscan URL — 指向智能合约区块链记录的直接链接。
• OpenSea URL — 用于查看所有权历史记录和交易的市场链接。

技术实现原则

葡萄酒庄园市场的技术基础旨在确保效率、可扩展性和可访问性，同时降低用户的成本。 以下是构成该项目的关键技术选择。

区块链：Arbitrum

为了部署智能合约和管理 NFT 交易，我们选择了 Arbitrum，它是 以太坊的Layer2扩展解决方案。 选择此项的原因包括：

✅ 更低的交易成本 — 与以太坊Layer1相比，Arbitrum 显着降低了 Gas 费用，从而使酿酒师和买家更容易承担费用。

✅ 以太坊兼容性 — 由于 Arbitrum 构建在以太坊上，因此它支持 ERC-721 NFT、智能合约和现有的基于以太坊的工具。

✅ 采用和开发者生态系统 — Arbitrum 在区块链领域中得到广泛使用，从而更容易找到经验丰富的开发者。

✅ 钱包兼容性 — 像 MetaMask 这样的流行钱包可以与 Arbitrum 无缝协作，从而确保了流畅的用户体验。

✅ OpenSea 上的原生 NFT 表示 — 以太坊和 Arbitrum NFT 都受到 OpenSea（最大的 NFT 市场）的原生支持。 这使得买家和收藏家可以轻松地跟踪、交易和验证葡萄酒瓶 NFT 的所有权，而无需额外的集成工作。

IPFS：Pinata

为了在保持去中心化的同时处理 链下数据存储，我们使用了 Pinata 的 IPFS 服务。 IPFS（星际文件系统）是一种分布式存储网络，允许以防篡改和去中心化的方式存储文件。

✅ 为什么选择 Pinata？

• 可靠的 IPFS 托管 — 确保元数据的长期可用性。
• 经济高效的存储 — 与直接在区块链上存储大型文件相比，降低了 Gas 费用。
• 不可变和去中心化 — 存储在 IPFS 上的文件无法修改或删除，从而确保了透明度。
• 久经考验的稳定性 — 最初，我们尝试了 Web3.Storage，但元数据无法永久访问，从而导致 OpenSea 上的渲染出现问题。 Pinata 提供了更稳定和可靠的解决方案。

✅ 我们在 IPFS 上存储什么？

• NFT 元数据（名称、描述、瓶子详细信息和历史记录）。
• 指向瓶子图像的端点（链接），而不是将实际图像存储在链上。
• 所有权活动日志（例如，何时开启或销售瓶子）。

NFT 的元数据（包括 IPFS 链接）存储在链上，从而确保即使市场离线，买家仍然可以验证葡萄酒的真实性和历史记录。

智能合约：Solidity 上的 ERC-721

葡萄酒庄园市场的智能合约是用 Solidity 编写的，并且遵循 ERC-721 标准，从而确保：

• 唯一性 — 每个瓶子 NFT 都有一个不同的 token ID。
• 所有权跟踪 — 支持 铸造、转移和销毁。
• 互操作性 — 适用于像 OpenSea 这样的 NFT 市场以及其他区块链应用程序。

每个 葡萄酒批次都由一个单独的 ERC-721 合约表示，该集合中的所有瓶子都链接在同一合约下。

为了 触发智能合约方法，我们使用了 Ethers.js，这是一个流行的 JavaScript 库，用于与以太坊兼容的区块链进行交互。 这允许直接从前端无缝执行 NFT 的铸造、转移和销毁。

开发环境

对于智能合约开发，我们使用了 Remix，这是一个基于 Web 的 IDE，针对 Solidity 智能合约进行了优化，允许：

✅ 实时合约测试 和调试

✅ 与 Arbitrum 和以太坊测试网易于集成

✅ 直接部署智能合约并与其交互

测试

为了确保我们的智能合约和区块链交互的稳健性和安全性，我们将 Arbitrum Sepolia 测试网 与 MetaMask 结合使用。

• Arbitrum Sepolia — 一个Layer2测试网，允许我们在移动到主网之前以最低的成本部署和测试合约。
• MetaMask — 用于模拟真实的用户交互，包括钱包连接、交易和 NFT 转移。

Hardhat — 用于概念验证 (PoC) 脚本编写，允许我们在受控环境中自动执行合约部署、测试和交互。 它不用于生产环境。

局限性

1. 单瓶交易和可扩展性

• 当前系统专为单个瓶子而设计，这意味着批次应保持相对较小。 如果有销售瓶子包装的业务需求，则必须考虑区块链的局限性。 虽然可以在一种方法中触发多个 changeTokenUri 和 changeOwnership 操作，但是由于块大小限制，超过 10 个操作 可能会导致交易失败。 一种潜在的解决方法是以块的形式处理操作，但这会使实现复杂化：酿酒师需要多次批准区块链操作。 这会增加 Gas 费用，并导致次优的 UI 体验。 在 Web 市场中存储私钥可以自动执行此过程，但会带来严重的安全风险。

2. OpenSea 上的元数据更新延迟

• 在区块链更新后，OpenSea 并非总是及时刷新元数据。 当在单个调用中执行 updateTokenUri（添加用户 A 开启瓶子的记录）和 burnNFT 时，遇到了一个问题 — OpenSea 未能反映上次更新。 作为一种解决方法，这些操作被分成两个单独的调用，从而确保在销毁 NFT 之前更新元数据。

3. 在市场之外转移 NFT

• 可以通过 加密钱包或 OpenSea 在用户之间转移 NFT，从而绕过 Web 市场。 在这种情况下，物理瓶子及其数字孪生可能不再匹配，从而导致潜在的差异。 业务请求者认为这是次要风险，因为瓶子的所有者有动力维护其资产的完整性。 未经授权的转移可能会降低瓶子的感知价值，从而阻止了此类行为。

最终演示

为了说明我们基于区块链的真实性系统的实际应用，我们构建了一个工作原型，该原型已应用于不同的用例。 虽然原始项目是为葡萄酒庄园开发的，但我们为古董收藏品创建了一个促销演示，以展示实际应用中的相同核心技术。

网站界面

我们的网络市场使用户可以使用区块链和 NFT 来验证、购买和跟踪独特的收藏品。 以下是如何列出 antique Zurich Zodiac Clock（古董苏黎世十二宫钟）的一个示例，其元数据存储在 IPFS 上，所有权记录在 Arbitrum 上：

🔗 查看演示市场页面

Arbiscan 上的区块链交易

每个项目的历史都以不可变的方式记录在区块链上。 可以公开验证铸造、所有权转移和元数据更新等交易。

🔗 在 Arbiscan 上查看区块链记录

OpenSea 上的 NFT 表示

由于我们的系统遵循 ERC-721 标准，因此每个项目在 OpenSea 上都表示为 NFT。 这可以确保透明的所有权跟踪和可验证的真实性。

🔗 在 OpenSea 上查看 NFT

宣传视频

为了更好地说明这个概念，我们创建了一个宣传视频，其中包含古董收藏品用例。 虽然演示围绕古董展开，但相同的技术可以无缝地应用于葡萄酒验证和其他奢侈品。

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[MastermindCMS - Web3 Marketplace](https://www.youtube.com/watch?v=jhX7QUUsHkc)

BloodyEnterprise

• 原文链接： medium.com/@yukoros.msm/...
• 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～