如何撰寫與部署 NFT（NFT 教學系列 1/3）

ERC-721

Alchemy

Solidity

智能合約

初階

蘇米·穆吉爾

2021年4月22日

21 分鐘閱讀

隨著 NFT 將區塊鏈帶入大眾視野，現在正是您親自在以太坊區塊鏈上發布自己的 NFT 合約（ERC-721 代幣），以了解這股熱潮的絕佳機會！

Alchemy 非常自豪能為 NFT 領域的知名專案提供支援，包括 Makersplace（最近在佳士得以 6,900 萬美元創下數位藝術品拍賣紀錄）、Dapper Labs（NBA Top Shot 與 Crypto Kitties 的創作者）、OpenSea（全球最大的 NFT 市場）、Zora、Super Rare、NFTfi、Foundation、Enjin、Origin Protocol、Immutable 等等。

在本教學中，我們將逐步介紹如何使用梅塔馬斯克 (opens in a new tab)、Solidity (opens in a new tab)、Hardhat (opens in a new tab)、Pinata (opens in a new tab) 與 Alchemy (opens in a new tab) 在 Sepolia 測試網上建立並部署 ERC-721 智能合約（如果您還不了解這些名詞的意思，請別擔心——我們將會一一解釋！）。

在本教學的第 2 部分，我們將介紹如何使用我們的智能合約來鑄造 NFT，而在第 3 部分，我們將解釋如何在梅塔馬斯克上檢視您的 NFT。

當然，如果您在任何時候有疑問，請隨時在 Alchemy Discord (opens in a new tab) 中提問，或造訪 Alchemy 的 NFT API 文件 (opens in a new tab)！

第 1 步：連接至以太坊網路

向以太坊區塊鏈發出請求的方法有很多種，但為了簡單起見，我們將在 Alchemy (opens in a new tab) 上使用免費帳戶。Alchemy 是一個區塊鏈開發者平台與 API，允許我們與以太坊鏈進行通訊，而無需執行我們自己的節點。

在本教學中，我們還將利用 Alchemy 的開發者工具進行監控與分析，以了解我們智能合約部署的內部運作原理。如果您還沒有 Alchemy 帳戶，可以在這裡 (opens in a new tab)免費註冊。

第 2 步：建立您的應用程式（與 API 金鑰）

建立 Alchemy 帳戶後，您可以透過建立應用程式來產生 API 金鑰。這將允許我們向 Sepolia 測試網發出請求。如果您想了解更多關於測試網的資訊，請查看本指南 (opens in a new tab)。

將滑鼠懸停在導覽列中的「Apps」上，然後點擊「Create App」，導覽至 Alchemy 儀表板中的「Create App」頁面。

為您的應用程式命名（我們選擇了「My First NFT!」），提供簡短描述，在 Chain 選擇「Ethereum」，並在 network 選擇「Sepolia」。自從合併 (The Merge) 以來，其他測試網已被棄用。

點擊「Create app」，就這麼簡單！您的應用程式應該會出現在下方的表格中。

第 3 步：建立以太坊帳戶（地址）

我們需要一個以太坊帳戶來發送與接收交易。在本教學中，我們將使用梅塔馬斯克，這是一個瀏覽器中的虛擬錢包，用於管理您的以太坊帳戶地址。如果您想進一步了解以太坊上的交易如何運作，請查看以太坊基金會的這個頁面。

您可以免費在這裡 (opens in a new tab)下載並建立梅塔馬斯克帳戶。當您建立帳戶時，或者如果您已經有帳戶，請確保切換到右上角的「Sepolia Test Network」（這樣我們就不會使用真實資金進行操作）。

第 4 步：從水龍頭添加以太幣

為了將我們的智能合約部署到測試網，我們需要一些測試用的 ETH。要獲取 ETH，您可以前往由 Alchemy 託管的 Sepolia 水龍頭 (opens in a new tab)，登入並輸入您的帳戶地址，點擊「Send Me ETH」。不久之後，您應該就會在您的梅塔馬斯克帳戶中看到 ETH！

第 5 步：檢查您的餘額

為了再次確認我們的餘額是否已入帳，讓我們使用 Alchemy 的沙盒工具 (opens in a new tab)發出 eth_getBalance (opens in a new tab) 請求。這將回傳我們錢包中的 ETH 數量。在您輸入您的梅塔馬斯克帳戶地址並點擊「Send Request」後，您應該會看到類似以下的響應：

{"jsonrpc": "2.0", "id": 0, "result": "0xde0b6b3a7640000"}

注意此結果的單位是 Wei，而不是 ETH。Wei 被用作以太幣的最小面額。從 Wei 到 ETH 的轉換為 1 ETH = 10¹⁸ Wei。因此，如果我們將 0xde0b6b3a7640000 轉換為十進位，我們會得到 1*10¹⁸ Wei，這等於 1 ETH。

呼！我們的假錢都在那裡了。

第 6 步：初始化我們的專案

首先，我們需要為我們的專案建立一個資料夾。導覽至您的命令列並輸入：

mkdir my-nft cd my-nft

現在我們已經在專案資料夾中，我們將使用 npm init 來初始化專案。如果您尚未安裝 npm，請遵循 Node.js 安裝指示 (opens in a new tab)（在本教學中我們將需要 Node.js 與 npm）。

npm init

您如何回答安裝問題其實並不重要；以下是我們的做法以供參考：

    package name: (my-nft)
    version: (1.0.0)
    description: My first NFT!
    entry point: (index.js)
    test command:
    git repository:
    keywords:
    author:
    license: (ISC)
    About to write to /Users/thesuperb1/Desktop/my-nft/package.json:

    {
      "name": "my-nft",
      "version": "1.0.0",
      "description": "My first NFT!",
      "main": "index.js",
      "scripts": {
        "test": "echo \"Error: no test specified\" && exit 1"
      },
      "author": "",
      "license": "ISC"
    }

核准 package.json，我們就可以開始了！

第 7 步：安裝 Hardhat (opens in a new tab)

Hardhat 是一個用於編譯、部署、測試與除錯以太坊軟體的開發環境。它能幫助開發者在部署到即時鏈之前，於本機端建置智能合約與去中心化應用程式 (dapp)。

在我們的 my-nft 專案中執行：

npm install --save-dev hardhat

查看此頁面以獲取有關安裝指示 (opens in a new tab)的更多詳細資訊。

第 8 步：建立 Hardhat 專案

在我們的專案資料夾中執行：

npx hardhat

然後您應該會看到一條歡迎訊息以及選擇您想做什麼的選項。選擇「create an empty hardhat.config.js」：

888 888 888 888 888 888 888 888 888 888 888 888 888 888 888 8888888888 8888b. 888d888 .d88888 88888b. 8888b. 888888 888 888 "88b 888P" d88" 888 888 "88b "88b 888 888 888 .d888888 888 888 888 888 888 .d888888 888 888 888 888 888 888 Y88b 888 888 888 888 888 Y88b. 888 888 "Y888888 888 "Y88888 888 888 "Y888888 "Y888 👷 Welcome to Hardhat v2.0.11 👷‍ ? What do you want to do? … Create a sample project ❯ Create an empty hardhat.config.js Quit

這將為我們產生一個 hardhat.config.js 檔案，我們將在其中指定專案的所有設定（在第 13 步）。

第 9 步：添加專案資料夾

為了保持專案井然有序，我們將建立兩個新資料夾。在命令列中導覽至專案的根目錄並輸入：

mkdir contracts mkdir scripts

contracts/ 是我們存放 NFT 智能合約程式碼的地方
scripts/ 是我們存放用於部署與互動智能合約的腳本的地方

第 10 步：撰寫我們的合約

現在我們的環境已經設定好了，接下來是更令人興奮的事情：撰寫我們的智能合約程式碼！

在您最喜歡的編輯器中打開 my-nft 專案（我們喜歡 VSCode (opens in a new tab)）。智能合約是使用一種名為 Solidity 的語言撰寫的，我們將使用它來撰寫我們的 MyNFT.sol 智能合約。‌

導覽至 contracts 資料夾並建立一個名為 MyNFT.sol 的新檔案。

以下是我們的 NFT 智能合約程式碼，我們基於歐本齊柏林 (opens in a new tab) 函式庫的 ERC-721 實作。將以下內容複製並貼上到您的 MyNFT.sol 檔案中。

//基於 [https://docs.openzeppelin.com/contracts/3.x/erc721](https://docs.openzeppelin.com/contracts/3.x/erc721) 的合約
// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.0;

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

contract MyNFT is ERC721URIStorage, Ownable {
    using Counters for Counters.Counter;
    Counters.Counter private _tokenIds;

    constructor() ERC721("MyNFT", "NFT") {}

    function mintNFT(address recipient, string memory tokenURI)
        public onlyOwner
        returns (uint256)
    {
        _tokenIds.increment();

        uint256 newItemId = _tokenIds.current();
        _mint(recipient, newItemId);
        _setTokenURI(newItemId, tokenURI);

        return newItemId;
    }
}

因為我們繼承了歐本齊柏林合約函式庫中的類別，請在您的命令列中執行 npm install @openzeppelin/contracts^4.0.0 以將該函式庫安裝到我們的資料夾中。

那麼，這段程式碼究竟_做_了什麼？讓我們逐行分解。

在我們智能合約的頂部，我們匯入了三個歐本齊柏林 (opens in a new tab) 智能合約類別：

@openzeppelin/contracts/token/ERC721/ERC721.sol 包含了 ERC-721 標準的實作，我們的 NFT 智能合約將繼承它。（要成為有效的 NFT，您的智能合約必須實作 ERC-721 標準的所有方法。）要了解更多關於繼承的 ERC-721 函式，請查看這裡 (opens in a new tab)的介面定義。
@openzeppelin/contracts/utils/Counters.sol 提供了只能遞增或遞減一的計數器。我們的智能合約使用計數器來追蹤已鑄造的 NFT 總數，並在我們的新 NFT 上設定唯一 ID。（每個使用智能合約鑄造的 NFT 都必須分配一個唯一 ID——在這裡，我們的唯一 ID 僅由現存的 NFT 總數決定。例如，我們使用智能合約鑄造的第一個 NFT 的 ID 為「1」，第二個 NFT 的 ID 為「2」，依此類推。）
@openzeppelin/contracts/access/Ownable.sol 在我們的智能合約上設定了存取控制 (opens in a new tab)，因此只有智能合約的擁有者（您）可以鑄造 NFT。（注意，包含存取控制完全是個人偏好。如果您希望任何人都能使用您的智能合約鑄造 NFT，請移除第 10 行的 Ownable 與第 17 行的 onlyOwner。）

在我們的匯入語句之後，是我們自訂的 NFT 智能合約，它出奇地短——只包含一個計數器、一個建構函式與單一函式！這要歸功於我們繼承的歐本齊柏林合約，它實作了我們建立 NFT 所需的大部分方法，例如回傳 NFT 擁有者的 ownerOf，以及將 NFT 擁有權從一個帳戶轉移到另一個帳戶的 transferFrom。

在我們的 ERC-721 建構函式中，您會注意到我們傳遞了 2 個字串：「MyNFT」與「NFT」。第一個變數是智能合約的名稱，第二個是它的符號。您可以隨意命名這些變數！

最後，我們有 mintNFT(address recipient, string memory tokenURI) 函式，它允許我們鑄造 NFT！您會注意到這個函式接收兩個變數：

address recipient 指定將接收您剛鑄造的 NFT 的地址
string memory tokenURI 是一個字串，應解析為描述 NFT 中繼資料的 JSON 文件。NFT 的中繼資料才是真正賦予它生命的東西，允許它擁有可設定的屬性，例如名稱、描述、圖片與其他屬性。在本教學的第 2 部分，我們將描述如何設定此中繼資料。

mintNFT 呼叫了繼承的 ERC-721 函式庫中的一些方法，並最終回傳一個代表剛鑄造的 NFT ID 的數字。

第 11 步：將梅塔馬斯克與 Alchemy 連接至您的專案

現在我們已經建立了梅塔馬斯克錢包、Alchemy 帳戶，並撰寫了我們的智能合約，是時候將這三者連接起來了。

從您的虛擬錢包發送的每筆交易都需要使用您獨特的私鑰進行簽章。為了向我們的程式提供此權限，我們可以安全地將我們的私鑰（與 Alchemy API 金鑰）儲存在環境檔案中。

要了解更多關於發送交易的資訊，請查看這篇關於使用 Web3 發送交易的教學。

首先，在您的專案目錄中安裝 dotenv 套件：

npm install dotenv --save

然後，在我們專案的根目錄中建立一個 .env 檔案，並將您的梅塔馬斯克私鑰與 HTTP Alchemy API URL 添加到其中。

遵循這些指示 (opens in a new tab)從梅塔馬斯克匯出您的私鑰
請參閱下方以獲取 HTTP Alchemy API URL 並將其複製到您的剪貼簿

您的 .env 現在應該看起來像這樣：

API_URL="https://eth-sepolia.g.alchemy.com/v2/your-api-key (opens in a new tab)" PRIVATE_KEY="your-metamask-private-key"

為了實際將這些連接到我們的程式碼，我們將在第 13 步的 hardhat.config.js 檔案中參考這些變數。

請勿提交 .env！請確保永遠不要與任何人分享或暴露你的 .env 檔案，因為這樣做會洩漏你的機密。如果你正在使用版本控制，請將你的 .env 加入 gitignore 檔案中。

第 12 步：安裝 Ethers.js

Ethers.js 是一個函式庫，它透過將標準 JSON-RPC 方法包裝成更使用者友善的方法，使與以太坊互動及發出請求變得更加容易。

Hardhat 使得整合外掛程式 (opens in a new tab)以獲得額外工具與擴充功能變得超級容易。我們將利用 Ethers 外掛程式 (opens in a new tab)進行合約部署（Ethers.js (opens in a new tab) 有一些非常簡潔的合約部署方法）。

在您的專案目錄中輸入：

npm install --save-dev @nomiclabs/hardhat-ethers ethers@^5.0.0

在下一步中，我們還需要在我們的 hardhat.config.js 中引入 ethers。

第 13 步：更新 hardhat.config.js

到目前為止，我們已經添加了幾個相依套件與外掛程式，現在我們需要更新 hardhat.config.js，以便我們的專案知道它們的存在。

將您的 hardhat.config.js 更新為如下所示：

    /**
    * @type import('hardhat/config').HardhatUserConfig
    */
    require('dotenv').config();
    require("@nomiclabs/hardhat-ethers");
    const { API_URL, PRIVATE_KEY } = process.env;
    module.exports = {
       solidity: "0.8.1",
       defaultNetwork: "sepolia",
       networks: {
          hardhat: {},
          sepolia: {
             url: API_URL,
             accounts: [`0x${PRIVATE_KEY}`]
          }
       },
    }

第 14 步：編譯我們的合約

為了確保到目前為止一切運作正常，讓我們編譯我們的合約。編譯任務是內建的 Hardhat 任務之一。

從命令列執行：

npx hardhat compile

您可能會收到關於原始碼檔案中未提供 SPDX 授權識別碼的警告，但無需擔心——希望其他一切看起來都不錯！如果沒有，您隨時可以在 Alchemy Discord (opens in a new tab) 中留言。

第 15 步：撰寫我們的部署腳本

現在我們的合約已經寫好，設定檔也準備就緒，是時候撰寫我們的合約部署腳本了。

導覽至 scripts/ 資料夾並建立一個名為 deploy.js 的新檔案，將以下內容添加到其中：

async function main() {
  const MyNFT = await ethers.getContractFactory("MyNFT")

  // 開始部署，回傳一個解析為合約物件的 Promise
  const myNFT = await MyNFT.deploy()
  await myNFT.deployed()
  console.log("Contract deployed to address:", myNFT.address)
}

main()
  .then(() => process.exit(0))
  .catch((error) => {
    console.error(error)
    process.exit(1)
  })

Hardhat 在他們的合約教學 (opens in a new tab)中非常出色地解釋了這些程式碼每一行的作用，我們在這裡採用了他們的解釋。

const MyNFT = await ethers.getContractFactory("MyNFT");

Ethers.js 中的 ContractFactory 是一個用於部署新智能合約的抽象概念，因此這裡的 MyNFT 是我們 NFT 合約實例的工廠。當使用 hardhat-ethers 外掛程式時，ContractFactory 與 Contract 實例預設會連接到第一個簽署者。

const myNFT = await MyNFT.deploy();

在 ContractFactory 上呼叫 deploy() 將開始部署，並回傳一個解析為 Contract 的 Promise。這是一個為我們每個智能合約函式提供方法的物件。

第 16 步：部署我們的合約

我們終於準備好部署我們的智能合約了！導覽回專案目錄的根目錄，並在命令列中執行：

npx hardhat --network sepolia run scripts/deploy.js

然後您應該會看到類似以下的內容：

Contract deployed to address: 0x4C5266cCc4b3F426965d2f51b6D910325a0E7650

如果我們前往 Sepolia Etherscan (opens in a new tab) 並搜尋我們的合約地址，我們應該能夠看到它已成功部署。如果您無法立即看到它，請稍候片刻，因為這可能需要一些時間。交易看起來會像這樣：

From 地址應與您的梅塔馬斯克帳戶地址相符，而 To 地址將顯示「Contract Creation」。如果我們點擊進入交易，我們會在 To 欄位中看到我們的合約地址：

太棒了！您剛剛將您的 NFT 智能合約部署到了以太坊（測試網）鏈上！

為了了解內部運作原理，讓我們導覽至 Alchemy 儀表板 (opens in a new tab)中的 Explorer 索引標籤。如果您有多個 Alchemy 應用程式，請確保按應用程式篩選並選擇「MyNFT」。

在這裡，您會看到當我們呼叫 .deploy() 函式時，Hardhat/Ethers 在底層為我們發出的一些 JSON-RPC 呼叫。這裡要特別指出的兩個重要呼叫是 eth_sendRawTransaction（這是實際將我們的智能合約寫入 Sepolia 鏈的請求），以及 eth_getTransactionByHash（這是在給定雜湊值的情況下讀取有關我們交易資訊的請求，這是發送交易時的典型模式）。要了解更多關於發送交易的資訊，請查看這篇關於使用 Web3 發送交易的教學。

本教學的第 1 部分就到此結束。在第 2 部分中，我們將透過鑄造 NFT 來實際與我們的智能合約互動，而在第 3 部分中，我們將向您展示如何在您的以太坊錢包中檢視您的 NFT！