（9）ERC721详细介绍

ERC721 是以太坊上的一种非同质化代币（NFT，Non-Fungible Token）标准，由 William Entriken、Dieter Shirley、Jacob Evans 和 Nastassia Sachs 在 2018 年提出。与 ERC20 代币不同，ERC721 代币是独一无二的，每个代币都有唯一的标识符（Token ID），因此适用于表示独一无二的资产，如数字艺术品、收藏品、游戏道具等。

ERC721 标准的完整定义

ERC721 标准定义了 NFT 合约必须实现的最小接口，包括函数和事件。以下是 ERC721 标准的详细内容。

1. 必须实现的函数

ERC721 标准规定了以下 9 个必须实现的函数：

1.1 balanceOf

• 功能: 返回指定地址拥有的 NFT 数量。
• 函数签名:

  function balanceOf(address owner) external view returns (uint256);
  

1.2 ownerOf

• 功能: 返回指定 tokenId 的所有者地址。
• 函数签名:

  function ownerOf(uint256 tokenId) external view returns (address);
  

1.3 safeTransferFrom

• 功能: 将 NFT 从当前所有者转移到另一个地址。如果目标地址是合约，则必须实现 onERC721Received 函数。
• 函数签名:

  function safeTransferFrom(address from, address to, uint256 tokenId, bytes calldata data) external;
  

1.4 transferFrom

• 功能: 将 NFT 从当前所有者转移到另一个地址。不检查目标地址是否是合约。
• 函数签名:

  function transferFrom(address from, address to, uint256 tokenId) external;
  

1.5 approve

• 功能: 授权另一个地址（approved）管理指定的 tokenId。
• 函数签名:

  function approve(address approved, uint256 tokenId) external;
  

1.6 setApprovalForAll

• 功能: 授权或取消授权另一个地址（operator）管理调用者所有的 NFT。
• 函数签名:

  function setApprovalForAll(address operator, bool approved) external;
  

1.7 getApproved

• 功能: 返回被授权管理指定 tokenId 的地址。
• 函数签名:

  function getApproved(uint256 tokenId) external view returns (address);
  

1.8 isApprovedForAll

• 功能: 检查 operator 是否被授权管理 owner 的所有 NFT。
• 函数签名:

  function isApprovedForAll(address owner, address operator) external view returns (bool);
  

1.9 onERC721Received

• 功能: 当 NFT 被转移到合约地址时，目标合约必须实现此函数以接收 NFT。
• 函数签名:

  function onERC721Received(address operator, address from, uint256 tokenId, bytes calldata data) external returns (bytes4);
  

2. 必须实现的事件

ERC721 标准规定了以下 3 个必须实现的事件：

2.1 Transfer

• 触发条件: 当 NFT 的所有权从一个地址转移到另一个地址时触发。
• 事件签名:

  event Transfer(address indexed from, address indexed to, uint256 indexed tokenId);
  

2.2 Approval

• 触发条件: 当某个地址被授权管理指定的 tokenId 时触发。
• 事件签名:

  event Approval(address indexed owner, address indexed approved, uint256 indexed tokenId);
  

2.3 ApprovalForAll

• 触发条件: 当 owner 授权或取消授权 operator 管理其所有 NFT 时触发。
• 事件签名:

  event ApprovalForAll(address indexed owner, address indexed operator, bool approved);
  

3. 可选的功能

除了必须实现的函数和事件外，ERC721 标准还建议实现以下 可选功能：

3.1 name

• 功能: 返回 NFT 集合的名称（例如 “MyNFT”）。
• 函数签名:

  function name() external view returns (string memory);
  

3.2 symbol

• 功能: 返回 NFT 集合的符号（例如 “MNFT”）。
• 函数签名:

  function symbol() external view returns (string memory);
  

3.3 tokenURI

• 功能: 返回指定 tokenId 的元数据 URI（通常是 JSON 文件链接）。
• 函数签名:

  function tokenURI(uint256 tokenId) external view returns (string memory);
  

4. 完整的 ERC721 实现示例

以下是一个简单的 ERC721 代币实现示例：

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.0;

import "@openzeppelin/contracts/token/ERC721/ERC721.sol";
import "@openzeppelin/contracts/utils/Counters.sol";

contract MyNFT is ERC721 {
    using Counters for Counters.Counter;
    Counters.Counter private _tokenIds;

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

    function mint(address to) public returns (uint256) {
        _tokenIds.increment();
        uint256 newTokenId = _tokenIds.current();
        _mint(to, newTokenId);
        return newTokenId;
    }

    function tokenURI(uint256 tokenId) public view override returns (string memory) {
        require(_exists(tokenId), "Token does not exist");
        return string(abi.encodePacked("https://mynft.com/token/", Strings.toString(tokenId)));
    }
}

5. ERC721 的重要注意事项

1. 唯一性:

   • 每个 tokenId 必须是唯一的，不能重复。

2. 元数据:

   • tokenURI 返回的元数据通常是一个 JSON 文件链接，包含 NFT 的名称、描述、图像等信息。

3. 安全转账:

   • 使用 safeTransferFrom 时，如果目标地址是合约，则必须实现 onERC721Received 函数，否则转账会失败。

4. 授权管理:

   • approve 用于授权单个 NFT，而 setApprovalForAll 用于授权所有 NFT。

5. Gas 费用:

   • NFT 的转账和授权操作可能会消耗较多的 Gas，尤其是在链上存储大量元数据时。

6. 总结

ERC721 标准是以太坊上用于非同质化代币（NFT）的核心标准，适用于表示独一无二的资产。通过实现 ERC721 标准，开发者可以创建与其他以太坊应用程序（如钱包、市场和游戏）兼容的 NFT。完整的 ERC721 实现不仅包括必须实现的函数和事件，还应遵循最佳实践，确保 NFT 的安全性和互操作性。