1. 如何使用 Alchemy 开发 NFT 智能合约（ERC721)

本文是中文翻译，原文地址：
1. How to Develop an NFT Smart Contract (ERC721) with Alchemy

用 Solidity 开发智能合约并部署到区块链上一开始听起来可能很艰巨：Solidity、安全、Gas 优化、开发环境和 Gas 费用，这些只是你在区块链上部署代码所需要经历的其中一部分。

不过幸运的是，在过去的几个月里已经有很多新的工具推出，让开发者们在开发智能合约时变得更加容易。

像 OpenZeppelin Wizard 这样的工具，为开发者提供了可视化工具，通过选取相关功能，即可在短时间内创建可组合和安全的智能合约，与 Alchemy 等 Web3 开发者工具一起使用，使在区块链上编写和部署代码的体验变得前所未有的简单、快速和可靠。

在本教程中，你将学习如何使用 Alchemy、OpenZeppelin、Remix 和 Ethereum Goerli 开发和部署 ERC721（NFT）智能合约。

更确切地说，你将学会：

• 如何使用 OpenZeppelin 和 Remix 编写和修改智能合约？
• 使用 https://goerlifaucet.com/ 获得免费的 Goerli 测试网 ETH
• 在 Ethereum Goerli 测试网上进行部署，以节省 Gas 费用。
• 使用 Filebase 在 IPFS 上托管 NFT 的元数据。
• 铸造一个 NFT 并在 OpenSea 测试网上看到它。

你也可以跟随视频教程：

(Youtube Video Here)

让我们从创建智能合约开始。

使用 OpenZeppelin Wizard（合约建构向导），开发 ERC721 智能合约

如前所述，在本教程中，你将使用 OpenZeppelin Wizard（合约建构向导）来创建智能合约，主要有两个原因：

• 它很安全。
• 它符合智能合约的业界标准。

当谈到编写智能合约时，安全性是关键。有大量的智能合约被利用漏洞的例子：由于安全性欠佳，恶意行为者盗取了数亿美元。

你不会希望有人会从你部署到区块链的合约中，偷走所有珍贵的加密货币或 NFT。对吗？

OpenZeppelin 可以达到这个目的，他们是智能合约标准（ERC20、ERC721 等）的最大维护者之一，允许开发者使用经过彻底审计的代码来开发可靠的合约。

要开发我们的 ERC721 NFT 智能合约，你需要做的第一件事是 访问 Open Zeppelin Wizard（合约建构向导）页面。

进入该页面后，你会看到以下编辑器：

点击左上角的 ERC721 按钮，选择要使用的 ERC 标准类型和你想写的合约类型：

现在你已经选择了合约标准，在左边的菜单上，你应该看到一些选项。

让我们改一下名称 (Name) 和代称 (Symbol)。点击文本框中的 “MyToken”，给它起个名字，对代称做同样的处理，并将 Base URI 字段留空（名称将被 OpenSea 和 Rarible 用作集合的名称）。

选择 NFT（ERC721）的功能

现在需要选择你想集成到智能合约中的功能，在设置 (Settings)之后，你会看到功能 (Features)，在那里你可以选择不同的模块功能，以包括在你的智能合约当中。

在我们的范例中，你要选择以下功能：

• Mintable 将创建一个只能由特权账户调用的 Mint （铸造）函数
• Autoincrement IDs 将自动为你的 NFT 分配一个递增的 ID
• Enumerable 启用智能合约的链上令牌枚举 (on-chain Tokens enumeration) 和 “totalSupply” （总发行量）等功能，这在默认的 ERC721 集成中是没有的
• URI Storage 以将元数据 (metadata) 和图像关联到每一个 NFT 中

为了达到本教程的目的，也因为不需要为这个 NFT 创建任何代币经济 (Tokenomic)，所以不需要勾选以下模块：

• Burnable - 销毁代币
• Pausable - 暂停代币转移、销售等。
• Votes - 允许访问类似治理的功能，如代表和投票。

如果你想了解更多关于这些模块的信息，查看 OpenZeppelin 关于 ERC721 标准的官方文档。

现在已经选择了想要的功能，OpenZeppelin Wizard 将生成智能合约代码，它应该看起来像这样：

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.4;

import "@openzeppelin/contracts/token/ERC721/ERC721.sol";
import "@openzeppelin/contracts/token/ERC721/extensions/ERC721Enumerable.sol";
import "@openzeppelin/contracts/token/ERC721/extensions/ERC721URIStorage.sol";
import "@openzeppelin/contracts/access/Ownable.sol";

contract Alchemy is ERC721, ERC721Enumerable, ERC721URIStorage, Ownable {
    constructor() ERC721("Alchemy", "ALC") {}

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

    // The following functions are overrides required by Solidity.

    function _beforeTokenTransfer(address from, address to, uint256 tokenId)
        internal
        override(ERC721, ERC721Enumerable)
    {
        super._beforeTokenTransfer(from, to, tokenId);
    }

    function _burn(uint256 tokenId) internal override(ERC721, ERC721URIStorage) {
        super._burn(tokenId);
    }

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

    function supportsInterface(bytes4 interfaceId)
        public
        view
        override(ERC721, ERC721Enumerable)
        returns (bool)
    {
        return super.supportsInterface(interfaceId);
    }
}

译著：Solidity 的版本可能不一样，但是只要是 0.8.* 版本，就没有什么问题。

现在是时候复制我们的代码到 Remix IDE 上，开始修改并部署到区块链上。

用 Remix IDE 修改和部署你的 ERC721 智能合约

现在你拥有了属于你的 ERC721 智能合约，让我们修改并在 Goerli 测试网上部署它。为此，我们将使用 Remix IDE，这是一个免费的、基于浏览器的集成开发环境，专门为使用 Solidity 开发智能合约而设计。

首先，你可能已经注意到，在 OpenZeppelin Wizard 编辑器的顶部，有一个 “Open in Remix” 的按钮：

点击它将在浏览器的新分页中打开 Remix IDE。

使用 Remix 修改 NFT 智能合约

从合约的顶部开始，有一个 “SPDX-License-Identifier”，它指定了你的代码使用何种许可类型发布 — 在 Web3 应用程序中，保持代码开源是很好的做法，因为这将确保可信度。

// SPDX-License-Identifier: MIT

然后是 pragma — 你想用来编译智能合约代码的编译器版本。这个小小的 ^ 符号是告诉编译器，0.8.0 到 0.8.9 之间的每个版本都适合编译我们的代码。

pragma solidity ^0.8.4;

然后我们要导入一堆库，初始化智能合约：

import "@openzeppelin/contracts/token/ERC721/ERC721.sol";
import "@openzeppelin/contracts/token/ERC721/extensions/ERC721Enumerable.sol";
import "@openzeppelin/contracts/token/ERC721/extensions/ERC721URIStorage.sol";
import "@openzeppelin/contracts/access/Ownable.sol";
import "@openzeppelin/contracts/utils/Counters.sol";

然后我们要初始化这个智能合约，继承我们从 OpenZeppelin 资源库导入的所有标准：

contract Alchemy is ERC721, ERC721Enumerable, ERC721URIStorage, Ownable {...}

你可能注意到，safeMint 函数有一个 Modifier “onlyOwner” — 这将允许只有智能合约的拥有者（部署智能合约的钱包地址）铸造 NFT。你可能希望任何人都能铸造 NFT，要做到这一点，你需要从 safeMint 函数中删除 onlyOwner：

function safeMint(address to, string memory uri) public {
    uint256 tokenId = _tokenIdCounter.current();
    _tokenIdCounter.increment();
    _safeMint(to, tokenId);
    _setTokenURI(tokenId, uri);
}

你也可以把 Ownable 从合约声明部分的导入库中删除：

import "@openzeppelin/contracts/access/Ownable.sol";

现在任何人都可以铸造我们的 NFT，但是你需要限制被铸造的数量。为了做到这一点，让我们定义一下最大供应量。

例如说，希望能够铸造出最多 10,000 个NFT。为此，让我们创建一个类型为 uint256 的变量，称之为 MAX_SUPPLY，并将其赋值为 10,000：

Counters.Counter private _tokenIdCounter;
    uint256 MAX_SUPPLY = 100000;

    constructor() ERC721("Alchemy", "ALCH") {}

接下来，让我们修改 safeMint 函数，在第 18 行添加一个 require 语句：

require(_tokenIdCounter.current() <= MAX_SUPPLY, "I'm sorry we reached the cap");

如果你想更好的理解 Solidity 中的 require 是什么，请点击这里阅读官方文档的介绍。

现在你已经限制了 NFT 的最大供应量，是时候编译智能合约并部署到 Goerli 测试网了。要做到这一点，你需要在 Alchemy.com 上创建一个免费账户，将其添加为 Metamask 的节点提供者，并获得一些免费的 Goerli ETH。

译著：这里将介绍怎样使用 Alchemy 作为你在钱包中的 RPC（私人节点），Metamask 本身都包含了 Goerli 测试网，所以跳过这个部分都可以继续。不过了解怎样使用 Alchemy 的节点服务还是有很多益处的，它可以在公共节点繁忙的时候依然保证交易速度，所以建议跟随。

创建一个免费的 Alchemy 账户

首先，让我们到 alchemy.com 点击 “登录“ 并创建一个新账户：

选择 Ethereum：

给你的应用程序和团队起个名字，选择 Goerli 测试网并点击创建应用程序：

一旦完成这些步骤，就会跳转到仪表板。点击刚才建立的应用程序，点击右上角的 “VIEW KEY” 按钮，并复制 HTTP URL（后面会用到）。

接下来，你需要将 Alchemy 添加到 Metamask 作为 Goerli 测试网的 RPC 供应商。

添加 Alchemy Goerli 测试网到你的 Metamask 钱包

Metamask 安装完毕后，点击下拉菜单中的 “网络” -> “添加网络”。

跳转到以下页面，填写 Goerli 网络和 RPC URL 信息：

填写以下信息：

• Network name: Alchemy Goerli
• New RPC URL: 贴上刚才在 Alchemy 复制的 HTTP URL
• Chain ID: 5
• Currency Symbol: GoerliETH
• Block Explorer: https://goerli.etherscan.io

恭喜，你成功地通过 Alchemy 将 Goerli 测试网添加到了 Metamask 了！🎉

现在是时候在 Goerli 测试网上部署我们的智能合约了。但首先，你需要获得一些 Goerli 上的测试 ETH。

获得免费的Goerli测试ETH

获取 Goerli 测试 ETH 是很简单的，只需访问 goerlifaucet.com，将你的钱包地址复制到文本栏，然后点击 “Send Me ETH” 按钮：

大约 10-20 秒后，你会看到 Goerli ETH 出现在 Metamask 钱包中。

译著：最近 Goerli 测试网比较繁忙，Gas 比较高，有时候需要多试几次才能领取成功。

你可以在不登录的情况下每 24 小时获得最多 0.1 个 ETH，或者通过登陆 Alchemy 账户获得 0.5 个。

现在你有了测试 ETH，**是时候在区块链上编译和部署我们的 NFT 智能合约了。

在 Goerli 测试网上编译和部署 NFT 智能合约

回到 Remix，点击页面左侧的编译器菜单，点击蓝色的 “Compile” 按钮：

在 Environment 中选择 “Injected Web3”，然后点击 “Deploy and Run script” 按钮：

请确保 Metamask 钱包已经连接到 Goerli 测试网，从 Contract 的下拉选单中选择你的合约（找到你的智能合约的名称），并点击 “Deploy”：

Metamask 会弹出交易窗口，点击确定和支付 Gas 费用。

如果一切按预期进行，大约 10 秒钟后你应该看到合约已经成功部署：

现在，智能合约已经部署在 Goerli 测试网上，是时候铸造我们的 NFT 了，但首先，你需要在 IPFS 上创建和上传元数据 (metadata)，让我们了解一下什么是 “元数据”。

什么是 NFT 元数据 (Metadata)？

为了让 OpenSea 获得 ERC721 NFT 的信息（图片地址、名称、属性等），合约需要返回一个元数据的 URI。OpenSea、Rarible 和其他主流的市场将通过 ERC721 URIStorage 标准中的 tokenURI 方法获得相关的元数据。

ERC721 中的 tokenURI 函数应该返回一个 HTTP 或 IPFS 的地址，例如 ipfs://bafkreig4rdq3nvyg2yra5x363gdo4xtbcfjlhshw63we7vtlldyyvwagbq。当被查询时，这个地址应该返回一个包含你的 NFT 元数据的 JSON 数据。

译著：IPFS 是去中心化储存的意思。一般来说 NFT 的元数据都会储存到 IPFS 中，以确保可用性。

你可以在 OpenSea 官方文档中阅读更多关于【元数据标准】的内容。

NFT 元数据文件的格式

根据 OpenSea 文档的介绍，NFT 元数据应该存储在一个 .json 文件中，结构如下：

{ 
  "description": "YOUR DESCRIPTION",
  "external_url": "YOUR URL",
  "image": "IMAGE URL",
  "name": "TITLE", 
  "attributes": [
    {
      "trait_type": "Base", 
      "value": "Starfish"
    }, 
    {
      "trait_type": "Eyes", 
      "value": "Big"
    }, 
    {
      "trait_type": "Mouth", 
      "value": "Surprised"
    }, 
    {
      "trait_type": "Level", 
      "value": 5
    }, 
    {
      "trait_type": "Stamina", 
      "value": 1.4
    }, 
    {
      "trait_type": "Personality", 
      "value": "Sad"
    }, 
    {
      "display_type": "boost_number", 
      "trait_type": "Aqua Power", 
      "value": 40
    }, 
    {
      "display_type": "boost_percentage", 
      "trait_type": "Stamina Increase", 
      "value": 10
    }, 
    {
      "display_type": "number", 
      "trait_type": "Generation", 
      "value": 2
    }
  ]
}

以下是对每项属性所存储内容的简要解释：

现在我们对 NFT 元数据将包含哪些内容有了基本的了解，让我们学习如何创建它并将其存储在 IPFS 上。

在 IPFS 上创建和上传元数据

首先，访问 filebase.com 并创建一个新账户。

译著：filebase 是其中一个 IPFS 的服务商

登录之后，点击左侧菜单上的 Buckets 按钮，创建一个新的 Bucket：

访问 Buckets，点击 Upload 按钮，并上传你想用于 NFT 的图片，我将使用这里的内容。 

上传后，点击它并复制 IPFS 网关的 URL（会更新到下面 JSON 代码中的 image 当中）：

使用任何文本编辑器，粘贴以下 JSON 代码：

{ 
  "description": "This NFT proves I've created and deployed my first ERC20 smart contract on Goerli with Alchemy Road to Web3",
  "external_url": "Alchemy.com/?a=roadtoweb3weekone",
  "image": "更改为你的 NFT 图片的 IPFS URL",
  "name": "A cool NFT", 
  "attributes": [
    {
      "trait_type": "Base", 
      "value": "Starfish"
    }, 
    {
      "trait_type": "Eyes", 
      "value": "Big"
    }, 
    {
      "trait_type": "Mouth", 
      "value": "Surprised"
    }, 
    {
      "trait_type": "Level", 
      "value": 5
    }, 
    {
      "trait_type": "Stamina", 
      "value": 1.4
    }, 
    {
      "trait_type": "Personality", 
      "value": "Sad"
    }, 
    {
      "display_type": "boost_number", 
      "trait_type": "Aqua Power", 
      "value": 40
    }, 
    {
      "display_type": "boost_percentage", 
      "trait_type": "Stamina Increase", 
      "value": 10
    }, 
    {
      "display_type": "number", 
      "trait_type": "Generation", 
      "value": 2
    }
  ]
}

译著：注意更改上述内容中的 image 的地址

并将该文件保存为 metadata.json。回到 Filebase，把 metadata.json 文件上传到我们上传图片的同一个 Bucket 里：

最后，点击 CID 并复制它，我们将在下一部分需要它来建立 NFT 铸造时的 tokenURI：

在 Goerli 测试网铸造你的 NFT

回到 Remix，在 Deploy & Run Transactions 菜单中，在 “Deployed contracts” 下 — 点击我们刚刚部署的合约，它将打开一个包含在智能合约里的所有方法的列表：

橙色的按钮是写入区块链的方法，而蓝色的按钮是从区块链上读取的方法。

点击 safeMint 方法旁边向下的图标，粘贴以下字符串到 uri 文本框中（需要替换成实际的元数据 CID）：

ipfs://你的元数据的CID

点击 transact 将会弹出一个 Metamask 窗口，提示你支付 Gas 费用。
点击确定继续，铸造你的第一个 NFT！

等待几秒钟，等待交易完成。为了确保铸造成功，在 balanceOf 文本框中输入你的钱包地址并运行，它应该显示你有 1 个 NFT（译著：这是向 NFT 合约查询指定地址 — 这里是你的地址，拥有多少个 NFT。因为铸造了一次，所以应该持有 1 个）。

在 tokenURI 文本框中做同样的操作，输入 0 作为参数（译著：默认第一个 NFT 的 ID 号码是 0），它应该能够显示你的 NFT 的 tokenURI。

非常好！你刚刚铸造了你的第一个 NFT！ 🎉

现在是时候访问 OpenSea 测试网检查一下元数据是否正确。

在 OpenSea （测试网）中查看你的 NFT

访问 testnets.opensea.io （译著：这是 OpenSea 测试网，可以读取在测试网中部署的 NFT）并使用 Metamask 钱包登录。然后点击你的个人资料图片，你应该在那里能够看到你新铸造的 NFT。如果图片还不可见，点击 “Refresh metadata” 按钮：

有时 OpenSea 很难识别测试网的元数据 — 可能需要 6 个小时才能看到。经过一些时间之后，你的 NFT 应该是可见的，如下所示：

恭喜你，你已经成功创建、修改并部署了你的第一个智能合约。铸造了你的第一个 NFT，并在 IPFS 上发布了你的图像！ 🔥

挑战部分

下一步？ 尝试修改智能合约，允许用户只能最多铸造一定数量的NFT。就让我们限制每个用户（钱包地址）只能铸造 5 个 NFT，否则有人可能会开始铸造出成千上万个 NFT！

要做到这一点，请研究一下 Solidity 的 mapping 类型，这里有一份指南指导你。

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