SHB:科普｜NFT铸造及购买过程技术详解，科学家是如何抢购NFT的？_snowswap币前景

本文基于自己近期的学习以及和群友讨论总结，作为一个记录，最后是自己对NFT行业现状一点思考，刚接触区块链和以太坊编程难免有错误，欢迎大家指正和交流。

NFT购买过程

简单来说购买过程就是你的钱包和NFT合约进行交互，从你的钱包转账0.176ETH到合约，调用合约mint方法后，生成两个NFT代币，代币转移到你的钱包，你获得这个NFT。

关于NFT合约的内容可以参考以下文章：NFT及OpenSea交易背后的技术分享—Mirror

NFT购买过程详解

将你从项目方的官方网站上点击mint按钮，从浏览器到以太网网络端到端交互过程详细打开：

NFT购买过程

1、点击Mint按钮

大家登陆项目网站，Chrome上连接自己的钱包，然后点击mint按钮。网页上的JavaScript代码基于项目的mint价格，合约地址等生成rawtransaction数据，主要包含以下几个关键字段

2、TX签名

网页代码与Metamask交互，会弹出窗口让你确认本次交易。点击确认后，Metamask会使用你的钱包私钥进行签名，以确保这个交易是你本身授权的，后续以太坊网络会进行校验。

3、发送TX到node验证

交易TX被Metamask发送到Metamask的以太坊node，node对TX进行校验，确保交易不被仿冒。

4、广播TX到以太坊网络

交易TX被发送到以太坊网络的相邻节点，然后再相互广播到相邻接点。这时你的交易就可以在etherscan.io上查看到，状态是pending状态。

5、矿工node接收到TX

矿工node会将同步过来的tx都放到一个叫Txpool/Mempool地方，这个地方是很多事情的关键，需要展开来讲一下：

Txpool代码流程

Txpool的数据来源主要来自：

本地提交，也就是第三方应用通过调用本地以太坊节点的RPC服务所提交的交易；

远程同步，是指通过广播同步的形式，将其他以太坊节点的交易数据同步至本地节点;

Txpool中分了Queue和Pending两个队列，首先新收到TX会基于规则判断后先放到Queue这个队列，然后再添加Pending队列等待挖矿加入新增的块。

主要规则如下：

1）优先处理Gasprice高的TX

2）本地TX优先处理，过于远程同步

3）每个节点会设置最低Gasprice，低于这个值的远程TX会被丢弃

Pending中的TX，被Miner模块获取并验证，用于挖矿；挖矿成功后写进区块并被广播。Miner取走交易是复制，Txpool中的TX并不减少。TX被写进链后才从Txpool删除。

Gas过低的TX，会被一直卡在Txpool得不到处理，需要可以提高Gas让它被处理。

详细代码分析可以参考死磕以太坊源码分析之txpool

GasWar：发生热门交易时，大家为了自己的TX可以被优先处理，争相提升Gas费的场景

6、矿工出块TX被打包

矿工选取TX后开始挖矿，再找到一个区块的Solution后广播到以太坊网络。

7、出块被验证

在其他矿工节点验证后，该区块正式上链，这事我们TX结果可以在etherscan.io上查看到。

8、TX状态同步

相关状态返回本地，可以在Metamask上查询到。

参考文档：

LifeCycleofanEthereumTransaction

TransactionlifecycleontheEthereumblockchain

TheInfluenceFactorsonEthereumTransactionFees

合约是如何被执行的

简单说我们发送的交易会被转换成一个Message对象传入EVM，而EVM则会根据Message生成一个Contract对象以便后续执行。基于我们转入的Data转为合约的input调用mint函数。

详细看EVM介绍参考如下文档：

easy-evm

learnblockchain.cn

NFT预售与公开销售

预售只是针对特定用户才能购买，公开销售就是大家都可以抢购。

这里主要需要回答两个技术问题：

1、如何限制特定钱包才能mint？

2、预售和公开销售之间是如何状态切换的？

白名单机制

白名单现在普遍使用默克尔树来实现，简单来说将所有白名单钱包地址作为默克尔树的叶子节点，生成一个Roothash。在合约中只需要存储Roothash值，在调用mint函数时网页的JS代码基于钱包地址生成proof，合约就可以校验该地址是否属于白名单。

以C01的合约为例：

0x6fd053bff10512d743fa36c859e49351a4920df6

在预售和公开销售时通过SetRoot更新hash

详细原理和代码参考下面文章：UsingMerkleTreesforNFTWhitelists

销售状态切换

常用两种方式：

1）通过在合约判断时间点，比如2022-01-0118:00UTC开始公开销售?

2）通过状态判断，及在合约设置状态变量，比如以XRC的合约为例，判断Status.PublicSale状态，这个是调用合约中SetStatus进行设置。

科学家如何抢够NFT

科学家使用程序抢购NFT，就是使用各种手段使自己的交易TX可以先于别人被矿工打包，在售罄前完成NFTmint。同时科学家都是追求完美的，最完美的结果当然是自己的TX出现在第一个满足公开销售状态的区块里，也就是抢Block0。

两种场景的Block0如下图，同时做到Block0还可以避免后续大家抢购发生的Gaswar，减少抢购成本。但现在越来越卷，Block0也会发生Gaswar，比如XRC公开销售不到200个，进入Block0的科学家TX数>200，也有不少因为Gas给低了执行靠后没有抢到。

两种场景下的Block0科学家用的手段总结大概以下三点：

1、信息获取时延更低

类似金融量化交易，基金都是期望自己的服务器和交易所通信的时延更低。区块链也是类似，比如CEX大家都会就近接入中心化交易所的服务器。NFTmint和DeFi的交易发生在以太坊网络中，大家追求的更快的以太坊Node或者接入大矿池的网络，更快监控到Txpool的pendingTX，获取需要的信息让程序及时执行。

2、交易走的路径更短

1）、直接看了上面的TX交互过程，科学家的选择肯定直接通过程序和NFT的合约进行交互。

2）、通过在链上部署自己的合约，通过私有合约和NFT合约交互。虽然私有合约需要外部TX触发，但合约可以批量化购买，特别适合不限制mint数量的NFT。

3、批量提交交易

除了上面提到通过私有合约mint之外，如果项目限制了每个地址的mint个数，可以通过Flashbots打包多个TX一起提交。

合约mint

一个合约抢购的例子，YOKAI公开发售后。科学家利用私有合约，一共抢购了mint750个。详细见TX。

YOKAI合约代码，没有限制一个地址可以mint多少个，只限制一次tx只能mint2个。所以被科学家包场了。

神器Flashbots

Flashbots详解见伟总这篇精彩介绍和官方文档：Flashbots：如何从没有ETH的钱包取出资产或交互合约—Mirror

使用Flashbots的有几点好处：

1）可以批量打包TX一起提交，可以自主控制打包TX的先后顺序。

2）Flashbots提交的TX不会出现在Txpool，出现在链上之后才会被大家看到。这样就提供了TX的隐秘性，所以很多DeFi量化交易平台宣传自己接入Flashbots。

3）通过Flashbotsmint失败了不会被收Gas费

Flashbots抢购我们以冷兔XRC的公售为例：

易老板发推说公售不会科学家公售，但结果是在block=14020984Block0解决战斗，全部科学家包场。

项目方发送的setStatusTX在14020982时在TXpool被监听到

然后有科学家把setStatusTX和自己的minttx一起用flashbots打包了，发送给矿工。这里科学家把setStatusTX放到了第一，虽然它Gas低，将自己的minttx排在后面，最终tx在984块入链。

Flashbots打包查询链接

烧区块

简单说就是一直不停的发tx，发得多mint成功的概率就大，撞大运还可能会挤进Block0。这个方案问题在于会很消耗Gas费，属于有钱任性的玩法。烧区块一般考虑开始时间，每次Tx间隔，发送次数，gas费用等，这个一般都是大家根据项目时间，监控pendingtx，链上出块速度等考虑。

冷兔公售抢购时就有大量科学家使用烧区块的方式抢购成功，可考察这个钱包

如何防科学家

随着科学家抢购的出现，越来越多的项目开始用各种办法防科学家抢购，这些方法的本质都是限制科学家直接调用合约mint，让项目方选定的人才能mint

1、只通过白名单方式发售

项目发售全部使用白名单机制，这样项目方通过规则筛选出认为是真正欣赏项目的人。

但有规则就有对策，等级+邀请人数，就出现了聊天机器人和工作室养号卖邀请人头；创作艺术就出现淘宝找人代画；现在发展到限时邀请进Discord；让大家猜谜做任务等各种玩法。

项目方是绞尽脑汁和刷白名单的工作室斗智斗勇，普通NFT玩家也被各种规则耍得团团转。

2、公售采用验资抽奖方式

如NFT公售时，提前验证钱包需要一定金额的ETH，然后通过系统抽奖给出中奖名单。但很多项目方为了省事不愿意做一个1:1的抽奖系统，最后公售名单大幅超售，最后还是大家抢购。

3、在服务端签名验证mint

类似最近火热的HAPE的做法，公开的NFT合约限制只能一个私有的闭源的合约才能mint。闭源合约后项目方后台服务器交互，这个方案从技术上来说还是走web2中心化思路和web3去中心化的理念好像有点冲突。

NFT未来如何发展

肝过白名单人都觉得现在NFT行业很不健康，但NFT行业还在早期，有问题就有市场肯定会有人出来解决问题。

NFT发售需要公开公证透明，个人觉得解决的思路还是可以借鉴现实生活的大家熟悉的两个场景：

1、新股发售，交易所进行账户交易时长、验资等门槛，然后摇号抽奖发售。

2、京东茅台抢购，京东平台进行账户认证、抢购公平性保证等

这两个场景都是通过平台的权威性来保证公平，但在web3应该会有基于区块链合约的新方案来实现类似的功能，就像现在DeFi市场的各种交易协议，不久将来可能会出现NFT发售协议，提供一种公平公证透明的发售模式。具体怎么做我还在学习思考中，也欢迎大家指导讨论。

未来应该是NFT项目方接入一个NFT发射平台，项目方更专注于艺术创作和路线图的演进，投资者更专注于项目的内容和前景，而发射平台通过技术解决现在NFT发售的各种问题。

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