MINT:科普｜NFT鑄造及購買過程技術詳解，科學家是如何搶購NFT的？

作者：@iamcatcher

本文基于自己近期的學習以及和群友討論總結，作為一個記錄，最后是自己對NFT行業現狀一點思考，剛接觸區塊鏈和以太坊編程難免有錯誤，歡迎大家指正和交流。

NFT購買過程

簡單來說購買過程就是你的錢包和NFT合約進行交互，從你的錢包轉賬0.176ETH到合約，調用合約mint方法后，生成兩個NFT代幣，代幣轉移到你的錢包，你獲得這個NFT。

關于NFT合約的內容可以參考以下文章：NFT及OpenSea交易背后的技術分享—Mirror

NFT購買過程詳解

將你從項目方的官方網站上點擊mint按鈕，從瀏覽器到以太網網絡端到端交互過程詳細打開：

NFT購買過程

1、點擊Mint按鈕

大家登陸項目網站，Chrome上連接自己的錢包，然后點擊mint按鈕。網頁上的JavaScript代碼基于項目的mint價格，合約地址等生成rawtransaction數據，主要包含以下幾個關鍵字段

2、TX簽名

網頁代碼與Metamask交互，會彈出窗口讓你確認本次交易。點擊確認后，Metamask會使用你的錢包私鑰進行簽名，以確保這個交易是你本身授權的，后續以太坊網絡會進行校驗。

3、發送TX到node驗證

交易TX被Metamask發送到Metamask的以太坊node，node對TX進行校驗，確保交易不被仿冒。

美國說唱歌手Megan Thee Stallion與Cash App合作發布比特幣科普視頻:美國說唱歌手Megan Thee Stallion與由Square開發的移動支付服務Cash App合作發布了一段名為“Bitcoin for Hotties”的視頻。該視頻從她的角度解釋了什么是比特幣，為什么比特幣有價值等內容。Megan Thee Stallion在Instagram上擁有超過2410萬粉絲，在 Twitter上擁有640萬粉絲。（Bitcoin News）[2021/8/8 1:41:10]

4、廣播TX到以太坊網絡

交易TX被發送到以太坊網絡的相鄰節點，然后再相互廣播到相鄰接點。這時你的交易就可以在etherscan.io上查看到，狀態是pending狀態。

5、礦工node接收到TX

礦工node會將同步過來的tx都放到一個叫Txpool/Mempool地方，這個地方是很多事情的關鍵，需要展開來講一下：

Txpool代碼流程

Txpool的數據來源主要來自：

本地提交，也就是第三方應用通過調用本地以太坊節點的RPC服務所提交的交易；

遠程同步，是指通過廣播同步的形式，將其他以太坊節點的交易數據同步至本地節點;

Txpool中分了Queue和Pending兩個隊列，首先新收到TX會基于規則判斷后先放到Queue這個隊列，然后再添加Pending隊列等待挖礦加入新增的塊。

人大附中物理老師李永樂科普拜占庭將軍問題和區塊鏈:5月14日，人大附中物理老師、科普視頻網紅李永樂在其公眾號發布視頻《拜占庭將軍問題是什么？區塊鏈如何防范惡意節點？》。李永樂老師在視頻中對拜占庭將軍問題和區塊鏈進行了講解，他表示，拜占庭將軍問題本質上指的是，在分布式計算機網絡中，如果存在故障和惡意節點，是否能夠保持正常節點的網絡一致性問題。在近40年的時間里，人們提出了許多方案解決這一問題，稱為拜占庭容錯法。例如蘭波特自己提出了口頭協議、書面協議法，后來有人提出了實用拜占庭容錯PBFT算法，在2008年，中本聰發明比特幣后，人們又設想了通過區塊鏈的方法解決這一問題。區塊鏈通過算力證明來保持賬本的一致性，也就是必須計算數學題，才能得到記賬的權力，其他人對這個記賬結果進行驗證，如果是對的，就認可你的結果。與拜占庭問題比起來，就增加了叛徒的成本。[2020/5/14]

主要規則如下：

1）優先處理Gasprice高的TX

2）本地TX優先處理，過于遠程同步

3）每個節點會設置最低Gasprice，低于這個值的遠程TX會被丟棄

Pending中的TX，被Miner模塊獲取并驗證，用于挖礦；挖礦成功后寫進區塊并被廣播。Miner取走交易是復制，Txpool中的TX并不減少。TX被寫進鏈后才從Txpool刪除。

Gas過低的TX，會被一直卡在Txpool得不到處理，需要可以提高Gas讓它被處理。

詳細代碼分析可以參考死磕以太坊源碼分析之txpool

聲音 | 上海股交所總經理：區塊鏈想要大規模發展要做好社會科普工作:金色財經報道，上海股交所總經理張云峰表示，區塊鏈當前還處于一個“概念”的階段，距離成熟應用，影響到百姓的日常生活還有很長的路要走。對于“區塊鏈”和其會帶來的社會和經濟效果，沈陽應當持審慎的態度。區塊鏈想要大規模發展，一方面要做好這項復雜技術的社會科普工作，加快社會大眾對區塊鏈的了解。另一方面，要充分發揮市場的作用，讓企業用實實在在的技術創新，賦能實體經濟的發展。[2019/11/17]

GasWar：發生熱門交易時，大家為了自己的TX可以被優先處理，爭相提升Gas費的場景

6、礦工出塊TX被打包

礦工選取TX后開始挖礦，再找到一個區塊的Solution后廣播到以太坊網絡。

7、出塊被驗證

在其他礦工節點驗證后，該區塊正式上鏈，這事我們TX結果可以在etherscan.io上查看到。

8、TX狀態同步

相關狀態返回本地，可以在Metamask上查詢到。

參考文檔：

LifeCycleofanEthereumTransaction

TransactionlifecycleontheEthereumblockchain

TheInfluenceFactorsonEthereumTransactionFees

合約是如何被執行的

簡單說我們發送的交易會被轉換成一個Message對象傳入EVM，而EVM則會根據Message生成一個Contract對象以便后續執行。基于我們轉入的Data轉為合約的input調用mint函數。

動態 | 幣安科普MimbleWimble算法:幣安官方推特今日發布隱私算法Mimblewimble的科普貼，在下方留言區大量網友留言猜測是否是基于 Mimblewimble算法的隱私幣Grin或者Beam即將登陸幣安交易所，其中猜測Grin的呼聲更高。[2019/9/2]

詳細看EVM介紹參考如下文檔：

easy-evm

learnblockchain.cn

NFT預售與公開銷售

預售只是針對特定用戶才能購買，公開銷售就是大家都可以搶購。

這里主要需要回答兩個技術問題：

1、如何限制特定錢包才能mint？

2、預售和公開銷售之間是如何狀態切換的？

白名單機制

白名單現在普遍使用默克爾樹來實現，簡單來說將所有白名單錢包地址作為默克爾樹的葉子節點，生成一個Roothash。在合約中只需要存儲Roothash值，在調用mint函數時網頁的JS代碼基于錢包地址生成proof，合約就可以校驗該地址是否屬于白名單。

以C01的合約為例：

0x6fd053bff10512d743fa36c859e49351a4920df6

在預售和公開銷售時通過SetRoot更新hash

詳細原理和代碼參考下面文章：UsingMerkleTreesforNFTWhitelists

銷售狀態切換

動態 | 央行官微舊文重發“再科普”：范一飛詳解數字貨幣:據中國經濟網消息，今日，央行官微公眾號頭條重新發布央行副行長范一飛在2018年1月25日題為《關于央行數字貨幣的幾點考慮》的文章，對央行數字貨幣再次進行科普。同時，微信公眾號第二條發布支付司副司長穆長春8月10日在第三屆中國金融四十人伊春論壇上的演講。近年來，各主要國家和地區央行及貨幣當局均在對發行央行數字貨幣開展研究，新加坡央行和瑞典央行等已經開始進行相關試驗，人民銀行也在組織進行積極探索和研究。[2019/8/21]

常用兩種方式：

1）通過在合約判斷時間點，比如2022-01-0118:00UTC開始公開銷售?

2）通過狀態判斷，及在合約設置狀態變量，比如以XRC的合約為例，判斷Status.PublicSale狀態，這個是調用合約中SetStatus進行設置。

科學家如何搶夠NFT

科學家使用程序搶購NFT，就是使用各種手段使自己的交易TX可以先于別人被礦工打包，在售罄前完成NFTmint。同時科學家都是追求完美的，最完美的結果當然是自己的TX出現在第一個滿足公開銷售狀態的區塊里，也就是搶Block0。

兩種場景的Block0如下圖，同時做到Block0還可以避免后續大家搶購發生的Gaswar，減少搶購成本。但現在越來越卷，Block0也會發生Gaswar，比如XRC公開銷售不到200個，進入Block0的科學家TX數>200，也有不少因為Gas給低了執行靠后沒有搶到。

兩種場景下的Block0

科學家用的手段總結大概以下三點：

1、信息獲取時延更低

類似金融量化交易，基金都是期望自己的服務器和交易所通信的時延更低。區塊鏈也是類似，比如CEX大家都會就近接入中心化交易所的服務器。NFTmint和DeFi的交易發生在以太坊網絡中，大家追求的更快的以太坊Node或者接入大礦池的網絡，更快監控到Txpool的pendingTX，獲取需要的信息讓程序及時執行。

2、交易走的路徑更短

1）、直接看了上面的TX交互過程，科學家的選擇肯定直接通過程序和NFT的合約進行交互。

2）、通過在鏈上部署自己的合約，通過私有合約和NFT合約交互。雖然私有合約需要外部TX觸發，但合約可以批量化購買，特別適合不限制mint數量的NFT。

3、批量提交交易

除了上面提到通過私有合約mint之外，如果項目限制了每個地址的mint個數，可以通過Flashbots打包多個TX一起提交。

合約mint

一個合約搶購的例子，YOKAI公開發售后。科學家利用私有合約，一共搶購了mint750個。詳細見TX。

YOKAI合約代碼，沒有限制一個地址可以mint多少個，只限制一次tx只能mint2個。所以被科學家包場了。

神器Flashbots

Flashbots詳解見偉總這篇精彩介紹和官方文檔：Flashbots：如何從沒有ETH的錢包取出資產或交互合約—Mirror

使用Flashbots的有幾點好處：

1）可以批量打包TX一起提交，可以自主控制打包TX的先后順序。

2）Flashbots提交的TX不會出現在Txpool，出現在鏈上之后才會被大家看到。這樣就提供了TX的隱秘性，所以很多DeFi量化交易平臺宣傳自己接入Flashbots。

3）通過Flashbotsmint失敗了不會被收Gas費

Flashbots搶購我們以冷兔XRC的公售為例：

易老板發推說公售不會科學家公售，但結果是在block=14020984Block0解決戰斗，全部科學家包場。

項目方發送的setStatusTX在14020982時在TXpool被監聽到

然后有科學家把setStatusTX和自己的minttx一起用flashbots打包了，發送給礦工。這里科學家把setStatusTX放到了第一，雖然它Gas低，將自己的minttx排在后面，最終tx在984塊入鏈。

Flashbots打包查詢鏈接

燒區塊

簡單說就是一直不停的發tx，發得多mint成功的概率就大，撞大運還可能會擠進Block0。這個方案問題在于會很消耗Gas費，屬于有錢任性的玩法。燒區塊一般考慮開始時間，每次Tx間隔，發送次數，gas費用等，這個一般都是大家根據項目時間，監控pendingtx，鏈上出塊速度等考慮。

冷兔公售搶購時就有大量科學家使用燒區塊的方式搶購成功，可考察這個錢包

如何防科學家

隨著科學家搶購的出現，越來越多的項目開始用各種辦法防科學家搶購，這些方法的本質都是限制科學家直接調用合約mint，讓項目方選定的人才能mint

1、只通過白名單方式發售

項目發售全部使用白名單機制，這樣項目方通過規則篩選出認為是真正欣賞項目的人。

但有規則就有對策，等級+邀請人數，就出現了聊天機器人和工作室養號賣邀請人頭；創作藝術就出現淘寶找人代畫；現在發展到限時邀請進Discord；讓大家猜謎做任務等各種玩法。

項目方是絞盡腦汁和刷白名單的工作室斗智斗勇，普通NFT玩家也被各種規則耍得團團轉。

2、公售采用驗資抽獎方式

如NFT公售時，提前驗證錢包需要一定金額的ETH，然后通過系統抽獎給出中獎名單。但很多項目方為了省事不愿意做一個1:1的抽獎系統，最后公售名單大幅超售，最后還是大家搶購。

3、在服務端簽名驗證mint

類似最近火熱的HAPE的做法，公開的NFT合約限制只能一個私有的閉源的合約才能mint。閉源合約后項目方后臺服務器交互，這個方案從技術上來說還是走web2中心化思路和web3去中心化的理念好像有點沖突。

NFT未來如何發展

肝過白名單人都覺得現在NFT行業很不健康，但NFT行業還在早期，有問題就有市場肯定會有人出來解決問題。

NFT發售需要公開公證透明，個人覺得解決的思路還是可以借鑒現實生活的大家熟悉的兩個場景：

1、新股發售，交易所進行賬戶交易時長、驗資等門檻，然后搖號抽獎發售。

2、京東茅臺搶購，京東平臺進行賬戶認證、搶購公平性保證等

這兩個場景都是通過平臺的權威性來保證公平，但在web3應該會有基于區塊鏈合約的新方案來實現類似的功能，就像現在DeFi市場的各種交易協議，不久將來可能會出現NFT發售協議，提供一種公平公證透明的發售模式。具體怎么做我還在學習思考中，也歡迎大家指導討論。

未來應該是NFT項目方接入一個NFT發射平臺，項目方更專注于藝術創作和路線圖的演進，投資者更專注于項目的內容和前景，而發射平臺通過技術解決現在NFT發售的各種問題。

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