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干货 | 详细分析NFT购买过程以及科学家如何抢购NFT的

02-07 首码网

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raw transaction数据,主要包含以下几个关键字段

nonce: nonce, 
gasLimit: "21000",
maxFeePerGas: "300",
maxPriorityFeePerGas: "10",
to: "0x198478f870d97d62d640368d111b979d7ca3c38f", 
value: "176000000000000000", 
data: "0xa0712d680000000000000000000000
000000000000000000000000000000000000000002"
  • gasLimit – 交易可以消耗的 Gas 的最大数量。单位gwei
  • to – 接收地址(这里是NFT的合约地址,交易将执行合约代码)
  • nonce – 用于跟踪账户已执行的交易总数
  • value – 从转账 ETH 的金额 (以 WEI 为单位,这里为0.176 ETH购买NFT)
  • data – 和合约交互,调度mint函数,mint数量2个
    Function: mint(uint256 tokenQuantity) MethodID: 0xa0712d68 [0]: 00000000000000000000000000000 00000000000000000000000000000000002
  • maxPriorityFeePerGas - 作为矿工小费包含的最大 gas 数量
  • maxFeePerGas - 愿意为交易支付的最大 gas 数量

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(默认配置),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(借用以太坊源码分析之txpool的图)

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:

Life Cycle of an Ethereum Transaction
Transaction lifecycle on the Ethereum blockchain
The Influence Factors on Ethereum Transaction Fees

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Root hash。在合约中只需要存储Root hash值,在调用mint函数时网页的JS代码基于钱包地址生成proof(地址的上级父节点hash),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(C01两次销售都采用白名单方式,公开销售采取验资抽奖的方式)

详细原理和代码参考下面文章:Using Merkle Trees for NFT Whitelists

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2022-01-01 18:00 UTC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NFT mint。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。NFT mint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pending TX,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。(现在越来越多的NFT限制调用方是合约)

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mint 2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。(个人认为这只是暂时的,随着Flashbots广泛使用,Flashbots提交的TX还是会被监控)
3)通过Flashbots mint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=14020984 Block0解决战斗,全部科学家包场。

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

然后有科学家把setStatus TX和自己的mint tx一起用flashbots打包了,发送给矿工。这里科学家把setStatus TX放到了第一,虽然它Gas低,将自己的mint tx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pending tx,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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