NFT 合约中优秀的开发模式

最近开发了不少 NFT 合约， 之前一直想总结一篇文章介绍 NFT 开发中的各种技巧，奈何总是各种事情没有动手，今天看到老外的这篇总结，非常全面，就翻译一下。以下是原文翻译：

我读过很多NFT合约，以下是我在最好的合约中看到的最常见的开发模式：

• 用计数器取代ERC721Enumerable，以节省Gas。
• 使用ERC721A来实现高效的批量铸造。
• 使用mint而不是safeMint
• 使用Merkle树实现白名单机制
• 可升级/可交换的元数据合约
• 防范机器人
• 防止NFT狙击手（针对性铸造稀有 NFT ）
• 其他模式

用计数器取代ERC721Enumerable，以节省Gas。

首先，简单介绍一下背景，ERC-721标准由2个扩展组成：

• ERC721Metadata
• ERC721Enumerable

核心721标准是非常简单的，你只需要实现以下函数，就能符合核心721标准：

2个扩展在上面添加了这些函数：

那么，ERC721Enumerable的问题在哪里？

OpenZeppelin为所有这些接口提供了现成的实现。它们中没有一个是完美的，但2个实现（ERC721和ERC721Metadata）做得相当好。然而，ERC721Enumerable的实现是非常浪费gas。它耗费了大量的Gas并浪费了存储空间。看看他们是如何实现ERC721Enumerable接口的：

你可以想象，跟踪这么多的映射和数组是多么的浪费。(顺便说一句，它们在转账前/后被更新)。上面的代码（错误地）针对读函数进行了优化，而它应该针对写函数进行优化（因为读函数大部分是免费的）。大多数合约开发人员都太懒了，只是从OpenZeppelin继承了所有3个接口。但你可以做得更好。

解决方案：如果你从ERC721Enumerable接口中唯一需要的函数是totalSupply，那么你可以只使用一个整数，并把它作为一个计数器来记录NFT的铸币数量。你的合约将不再实现整个Enumerable接口，但你将节省大量的Gas。而好消息是，你只需要实现核心的ERC721接口，就能符合ERC721的要求。(也就是说，即使你不实现Enumerable接口，NFT 交易市场在解析你的合约时也不会有问题）。

要注意事项是，你将不再有从tokenID到所有者的映射，反之亦然，但可以使用以太坊事件在链外跟踪这些信息。我认为OpenSea API已经提供了这一点。另外，使用The Graph可以简化与以太坊事件相关的web2基础设施。

合约使用一个计数器，而不是继承OZ的ERC721Enumerable的有：

• Crypto Coven
• Azuki

归功于Shiny Object的探索。

使用ERC721A进行高效的批量铸币

大多数NFT合约都扩展了OpenZeppelin的实现。但它并没有为批量铸币进行优化。批量铸币与一次铸币相比，可以大大节省一些费用。

例如，你可以不为每一次铸币触发一个转移事件，而只触发一个事件，并在事件中指定整个批次的铸币。另一个例子是每个批次只更新一次所有者余额，而不是在每一次铸币之后。

意识到对批量铸币有一些可能的优化，Azuki团队创建了ERC721A--一个为批量铸币优化的ERC721的实现。以下是它与OZ的实现方式的比较：

ERC721A是如何实现这种节约的？主要是利用这些优化：

• 摆脱了OZ的ERC721Enumerable
• 每批只更新一次数据，而不是在每一次铸币后更新数据
• 使用更有效的存储布局：如果连续的NFT有相同的所有者，不存储关于所有者的冗余信息（只为第一个拥有的NFT存储一次）。这个数据可以在运行时通过向左读直到找到所有者信息来推断。
• 每批只触发一个转移事件。(这是更多相关的最新变化，并不是原始ERC721A的一部分)

你可以在Azuki网站上阅读更多关于ERC721A的信息。

如果你需要Enumerable接口的所有功能，你可以使用Azuki的ERC721AQueryable接口，这是ERC721Enumerable的优化版本。

使用ERC721A的合约：

• Azuki
• goblintown
• wagdie
• Moonbirds

使用mint而不是safeMint

safeMint最初是为了防止NFT丢失到合约中。如果NFT的接收者是一个合约，而它没有转移NFT方法，NFT将永远停留在合约内。

所以，接收合约是需要实现ERC721Receiver接口，以便允许NFT合约检查NFT是否被接收方正确接收。如果一个合约实现了接收者接口，它就表明它知道收到NFT后知道如何处理：

如果你的接收方只是一个普通的账户，而不是一个合约，你就不需要使用safeMint。如果你100%确定接收方的合约可以处理NFT，你也不需要使用safeMint。

通过使用mint而不是safeMint，你可以节省一些Gas。使用transfer而不是safeTransfer也是如此。

这样做的合约有：

• Crypto Coven

使用Merkle树实现白名单机制

如果你使用Merkle树来实现你的白名单，你可以节省大量的存储（和Gas）。Merkle树是一种高效的数据结构，它允许你以单个地址的代价存储一堆地址。其代价是，查找时间不是O(1)。不过O(n)也是相当不错的。

你需要添加到合约中的是这些函数:

你可以使用OpenZeppelin的MerkleProof库来完成验证步骤。

然后你会像这样修改你的铸造函数：

基本上，就是在mint函数中添加一个额外的参数：merkleProof。这是一个地址的哈希数组，构成了从可以铸币地址到根地址的路径。你可以在你的网站上为每个允许铸币地址计算这个路径。这里可阅读更多相关信息。

使用默克尔树的合约：

• Crypto Coven
• OKPC

可升级/可替换的元数据合约

如果你以后想升级你的NFT的展现，或者在链上和链下的渲染之间切换，你应该让元数据合约可被替换。像这样：

使用这个方式的合约有：

• OKPC
• Watchfaces

防止机器人铸币

你可以采取2个保障措施来防止机器人将你的代币全部挖走。

1. 限制每个钱包的可铸币量
2. 检查msg.sender == tx.origin。当一个合约调用你的铸币功能时，msg.sender将是合约地址，但tx.origin将是调用该合约的人的地址。在这里可查看更多信息。

防止NFT狙击手

NFT狙击是指有人知道哪些代币是稀有的，并且知道代币被铸造的顺序。因此，他们选择适当的时间去铸造一堆NFT，目标获取稀有的NFT。

你要避免NFT被狙击，以保证每个人都能公平地分配代币。让我们来谈谈如何防止NFT狙击（至少在某种程度上）。NFT狙击由2个问题组成：

1. 暴露了代币元数据（让狙击手推断出代币的稀有性）
2. 以确定的顺序铸造代币（让狙击手推断铸造稀有代币的正确时间）。

你可以通过在代币被铸造后才披露元数据来解决第一个问题（更多信息这里）。或者你可以使用分批渐进式披露。另外所有的链上数据都会被读取和利用。所以在铸币开始前不要验证你的合约。

第二个问题可以通过随机化铸币顺序来解决。链上随机化是很难的。以太坊没有内置的随机数生成器，所以人们一直在使用各种技巧，如使用当前区块号作为种子和/或将其与矿工地址相结合以获得额外的随机性。由于这不是真正的随机性，这些类型的技巧很容易被高级狙击手识破。

你可以使用一个随机化的预言机（Chainlink），但即使如此，高级狙击手也可以通过 偷看NFT来绕过它，其可以实现：如果铸币的NFT被证明并不罕见，就回退交易（例子这里）。因此，不幸的是，没有100%的方法来解决第二个问题。你可以做的一件事是添加白名单机制，但这只有在整个NFT集合可以被限制在白名单的社区内时才有效。

以太坊真的是一个黑暗的森林，如果你不小心，你可能就会被狙击。阅读更多关于NFT狙击攻击的信息可参看这里。

其他模式

• 使合约可提取ERC-721和ERC-20： 大多数合约只是实现了ETH的提取功能，而忘记了ERC-721和ERC-20的问题。但有时人们会错误地将代币发送到合约中，或者无法知道什么其他原因。添加一个提取功能，这样它们就不会被卡在你的合约中 (关于一个实现的例子，请查看Crypto Coven 合约)。
• 使你的数据不可改变： 要么创建链上NFT，如果使用链外渲染，则可以使用证明哈希。
• 预先授权OpenSea，以便0费用上架：（自Seaport以来已经过时）。之前能够预先授权OpenSea合约，这样你的NFT持有人就不需要调用setApproval。但随着Seaport的引入，这不再是必要的(关于实施的例子，请查看Crypto Coven 合约)。

原文: https://www.solidnoob.com/blog/good-nft-contract-patterns