从技术层面教你如何用科学家的方法抢购NFT

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。

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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：

以太坊 – 深入浅出虚拟机 | 登链社区 | 深入浅出区块链技术

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。

科学家如何抢购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

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：