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Web3小白必知：ERC20、721、1155与OpenZeppelin深度揭秘_erc721 vs 1155

网友: 技术文档 2025-07-30 13:35:49

一、同质化代币之王：ERC20

（一）ERC20 是什么

ERC20，全称为 Ethereum Request for Comments 20，是以太坊上的一种代币标准，于 2015 年由以太坊开发者提出并制定 。它就像是一个通用的 “代币模板”，定义了一系列规则和接口，使得开发者可以基于以太坊区块链创建同质化代币。所谓同质化代币，就如同现实中的货币，每一个代币之间没有任何区别，它们具有相同的价值和属性，可进行互换。例如，你钱包里的 1 个 ETH 和其他人钱包里的 1 个 ETH，在价值和功能上完全一样 。

ERC20 标准的诞生，为以太坊生态系统带来了极大的便利性和互操作性。在 ERC20 之前，每个项目创建的代币都有自己独特的规则和接口，这使得不同代币之间的交互变得异常复杂。而 ERC20 的出现，统一了代币的标准，使得任何遵循 ERC20 标准的代币都能在以太坊的生态系统中被广泛支持和应用。无论是钱包、交易所还是其他去中心化应用（DApps），只要支持 ERC20 标准，就能轻松处理各种 ERC20 代币。这极大地促进了以太坊上的代币发行、交易和应用开发，为整个区块链行业的发展奠定了坚实的基础。如今，在以太坊上发行的绝大多数代币都遵循 ERC20 标准，像我们熟知的 USDT（泰达币）、USDC（美元币）等稳定币，以及许多项目的原生代币，如 UNI（Uniswap 的治理代币）、AAVE（Aave 借贷协议的代币）等 ，都是 ERC20 代币的典型代表。它们在以太坊生态中广泛流通，支撑着各种金融和非金融应用场景，成为了 Web3 经济体系中不可或缺的一部分。

（二）ERC20 如何使用

1. 创建 ERC20 代币

在以太坊上创建 ERC20 代币，通常需要编写智能合约。智能合约是一段自动执行的代码，部署在以太坊区块链上，用于定义代币的各种行为和规则。以 Solidity 语言为例，一个基本的 ERC20 代币智能合约包含以下关键部分：

pragma solidity ^0.8.0;contract MyToken { // 代币名称 string public name = \"My Token\"; // 代币符号 string public symbol = \"MTK\"; // 小数位数 uint8 public decimals = 18; // 总供应量 uint256 public totalSupply; // 余额映射，记录每个地址的代币余额 mapping(address => uint256) public balanceOf; // 授权映射，记录每个地址对其他地址的授权额度 mapping(address => mapping(address => uint256)) public allowance; // 构造函数，在合约部署时执行 constructor(uint256 initialSupply) { totalSupply = initialSupply * 10 ** uint256(decimals); balanceOf[msg.sender] = totalSupply; } // 转账函数 function transfer(address to, uint256 value) public returns (bool success) { require(balanceOf[msg.sender] >= value, \"Insufficient balance\"); balanceOf[msg.sender] -= value; balanceOf[to] += value; emit Transfer(msg.sender, to, value); return true; } // 授权函数 function approve(address spender, uint256 value) public returns (bool success) { allowance[msg.sender][spender] = value; emit Approval(msg.sender, spender, value); return true; } // 授权转账函数 function transferFrom(address from, address to, uint256 value) public returns (bool success) { require(balanceOf[from] >= value, \"Insufficient balance\"); require(allowance[from][msg.sender] >= value, \"Insufficient allowance\"); balanceOf[from] -= value; balanceOf[to] += value; allowance[from][msg.sender] -= value; emit Transfer(from, to, value); return true; } // 转账事件 event Transfer(address indexed from, address indexed to, uint256 value); // 授权事件 event Approval(address indexed owner, address indexed spender, uint256 value);}

在这个合约中，name、symbol、decimals和totalSupply分别定义了代币的名称、符号、小数位数和总供应量。balanceOf和allowance是两个映射，分别用于记录每个地址的代币余额和授权额度。constructor构造函数在合约部署时被调用，用于初始化总供应量并将所有代币分配给合约部署者。transfer函数用于将代币从一个地址转移到另一个地址，approve函数用于授权其他地址使用自己的代币，transferFrom函数则用于在授权的情况下，从指定地址转移代币到另一个地址。Transfer和Approval事件用于记录转账和授权操作，以便外部应用程序可以监听这些事件。

2. 转账操作

在以太坊钱包（如 imToken）中进行 ERC20 代币转账非常简单。首先，打开 imToken 钱包，确保已经添加了要转账的 ERC20 代币。如果没有添加，可以在钱包中点击 “添加资产”，然后在搜索框中输入代币的合约地址，即可添加该代币。添加成功后，在钱包主界面中找到要转账的代币，点击进入代币详情页面，然后点击 “转账” 按钮。在弹出的转账页面中，填写接收方的以太坊地址、转账数量和矿工费（Gas Fee）等信息。矿工费是支付给以太坊网络矿工的费用，用于激励矿工打包交易。设置好这些信息后，点击 “确认转账” 按钮，输入钱包密码，即可完成转账操作。转账完成后，可以在钱包的交易记录中查看转账状态和交易详情。如果转账成功，接收方的钱包中将会收到相应数量的代币；如果转账失败，钱包会提示失败原因，用户可以根据提示进行相应的处理 。

在智能合约中进行 ERC20 代币转账，通常需要调用transfer或transferFrom函数。例如，假设我们有一个智能合约MyContract，要从该合约的地址向另一个地址recipient转账 100 个代币（假设代币合约地址为tokenAddress），代码如下：

pragma solidity ^0.8.0;interface IERC20 { function transfer(address to, uint256 value) external returns (bool); function transferFrom(address from, address to, uint256 value) external returns (bool);}contract MyContract { function transferTokens(address tokenAddress, address recipient, uint256 amount) public { IERC20 token = IERC20(tokenAddress); require(token.transfer(recipient, amount), \"Transfer failed\"); }}

在这段代码中，首先定义了一个IERC20接口，用于与 ERC20 代币合约进行交互。然后在MyContract合约中，定义了一个transferTokens函数，该函数接收代币合约地址、接收方地址和转账数量作为参数。在函数内部，通过IERC20接口调用transfer函数，实现代币转账操作。如果转账成功，transfer函数会返回true；如果转账失败，会返回false，并通过require语句抛出错误。

3. 余额查询

在 imToken 钱包中查询 ERC20 代币余额，只需打开钱包，在主界面中找到要查询的代币，即可看到该代币的余额。钱包会实时同步区块链上的最新数据，确保余额信息的准确性。

在智能合约中查询 ERC20 代币余额，同样需要使用IERC20接口。例如，要查询某个地址owner在代币合约tokenAddress中的余额，代码如下：

pragma solidity ^0.8.0;interface IERC20 { function balanceOf(address account) external view returns (uint256);}contract BalanceChecker { function getBalance(address tokenAddress, address owner) public view returns (uint256) { IERC20 token = IERC20(tokenAddress); return token.balanceOf(owner); }}

在这段代码中，BalanceChecker合约定义了一个getBalance函数，该函数接收代币合约地址和要查询余额的地址作为参数。通过IERC20接口调用balanceOf函数，返回指定地址的代币余额。view关键字表示该函数不会修改区块链状态，只是读取数据，因此不需要消耗 Gas。

二、独一无二的数字资产：ERC721

（一）ERC721 是什么

ERC721 是以太坊上的非同质化代币（Non - Fungible Token，NFT）标准 ，它与 ERC20 有着本质的区别。如果说 ERC20 代币如同普通的货币，彼此之间毫无差异且可互换，那么 ERC721 代币就像是一件件独特的艺术品，每一个都独一无二，拥有自己独特的身份标识（Token ID），不可分割也不可互换 。例如，世界上只有一个蒙娜丽莎的画作，它是独一无二且不可替代的，ERC721 代币就类似于这样的存在。在 NFT 领域，ERC721 标准占据着举足轻重的地位。它使得数字资产的所有权能够被精准地定义和转移，为数字艺术品、虚拟房地产、游戏道具等地方带来了全新的发展机遇 。像著名的无聊猿游艇俱乐部（Bored Ape Yacht Club）、CryptoPunks 等 NFT 项目，都是基于 ERC721 标准创建的。这些项目中的每一个 NFT 都具有独特的属性和价值，吸引了众多收藏家和投资者的关注。以无聊猿游艇俱乐部为例，每个无聊猿 NFT 都有不同的外貌特征，包括发型、表情、服装等，这些独特的属性使得每个无聊猿在市场上都有不同的价格和价值 。

（二）ERC721 如何使用

1. 在 NFT 市场的操作

以 OpenSea 为例，这是全球最大的 NFT 市场之一，在这个平台上，ERC721 代币的相关操作十分便捷 。

铸造：创作者想要铸造一个 ERC721 代币的 NFT，首先需要在 OpenSea 上连接自己的以太坊钱包（如 MetaMask）。连接成功后，点击 “创建” 按钮，进入创建页面。在这个页面中，创作者需要上传 NFT 的相关文件，如图像、视频、音频等，同时填写 NFT 的名称、描述、属性等信息。这些信息将作为 NFT 的元数据，存储在区块链上，用于描述 NFT 的独特特征。例如，一个数字艺术家要铸造一幅数字画作的 NFT，他上传画作文件后，填写名称为 “梦幻星空”，描述为 “一幅充满奇幻色彩的星空画作，使用了独特的绘画技巧和色彩搭配”，属性可以包括画作的尺寸、创作时间、绘画风格等。填写完成后，点击 “创建” 按钮，支付一定的 Gas 费用，即可完成 NFT 的铸造 。

交易：对于买家和卖家来说，在 OpenSea 上交易 ERC721 代币的 NFT 也非常简单。卖家可以在自己的账户中找到要出售的 NFT，点击 “出售” 按钮，设置出售价格、出售方式（固定价格出售或拍卖）等信息，然后确认出售。买家则可以在 OpenSea 的市场页面中浏览各种 NFT，找到自己心仪的 NFT 后，点击进入 NFT 详情页面，点击 “购买” 按钮，确认支付金额和支付方式（使用以太坊或其他支持的代币支付），完成支付后，即可获得该 NFT 的所有权 。

所有权转移：当 NFT 的所有权发生转移时，无论是通过交易、赠送还是其他方式，区块链上都会记录下详细的转移信息，包括转移的时间、转移的双方地址以及 NFT 的 Token ID 等。例如，A 将自己拥有的一个无聊猿 NFT 赠送给 B，在 OpenSea 上操作完成赠送后，以太坊区块链上会生成一条新的交易记录，记录显示该 NFT 从 A 的地址转移到了 B 的地址，并且记录了转移的时间戳和 NFT 的唯一标识 Token ID 。

2. 智能合约实现

在智能合约层面，实现 ERC721 代币也有一套相对固定的模式。同样以 Solidity 语言为例，一个基本的 ERC721 智能合约示例如下：

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 _tokenIdCounter; constructor() ERC721(\"MyNFT\", \"MNFT\") {} function mintNFT(address recipient) public returns (uint256) { uint256 newTokenId = _tokenIdCounter.current(); _tokenIdCounter.increment(); _mint(recipient, newTokenId); return newTokenId; }}

在这个合约中，首先导入了 OpenZeppelin 提供的 ERC721 合约库和计数器工具库Counters。MyNFT合约继承自ERC721，并在构造函数中初始化了 NFT 的名称和符号。_tokenIdCounter是一个计数器，用于生成唯一的 Token ID。mintNFT函数用于铸造新的 NFT，它首先获取当前的 Token ID，然后将计数器递增，最后使用_mint函数将新的 NFT 铸造并分配给指定的接收者recipient 。

在实际应用中，还可以根据需求对合约进行扩展和优化。例如，添加元数据管理功能，使得每个 NFT 可以关联更丰富的信息；添加权限控制功能，限制只有特定的用户或角色才能进行铸造、转移等操作；添加事件监听功能，以便外部应用程序能够实时获取 NFT 的状态变化等 。

三、全能选手：ERC1155

（一）ERC1155 是什么

ERC1155 是以太坊征求意见提案 1155（Ethereum Request for Comments 1155）的缩写 ，它是一种极具创新性的代币标准，诞生于 2018 年 6 月 17 日，由 Enjin 团队提出并被以太坊基金会正式采纳 。ERC1155 的出现，打破了传统代币标准的界限，它允许在单个智能合约中创建和管理多种类型的代币，既可以是同质化代币，也可以是非同质化代币，甚至还能支持半同质化代币 。

在 ERC1155 之前，ERC20 和 ERC721 分别统治着同质化和非同质化代币领域，各自为营。但在实际应用中，很多场景需要同时处理多种类型的代币，比如在区块链游戏中，玩家既拥有可互换的游戏币（同质化代币），又拥有独一无二的稀有装备（非同质化代币）。如果使用传统的标准，就需要为每种代币创建单独的智能合约，这不仅繁琐，而且成本高昂 。

ERC1155 则巧妙地解决了这个问题。它通过唯一的 uint256 代币 ID 来区分不同的代币类型，为每个代币定义独特的属性，如总供应量、URI、名称、符号等 。例如，在一个区块链游戏中，代币 ID 为 1 的可能代表 100 个同质化的游戏金币，而代币 ID 为 2 的则可能代表一把独一无二的传奇宝剑（非同质化代币）。这种设计使得开发者可以在一个合约中轻松管理多种资产，大大提高了开发效率和灵活性 。

另外，ERC1155 还引入了批量操作的概念，允许在单笔交易中同时转移多种代币，大大提高了交易效率，降低了交易成本 。例如，玩家可以在一次操作中，将自己拥有的游戏金币、药水、武器等多种物品一次性转移给其他玩家，而无需像以前那样进行多次单独的交易 。

（二）ERC1155 如何使用

1. 区块链游戏场景

在区块链游戏《MyCryptoGame》中，ERC1155 代币的使用贯穿了游戏的各个环节 。玩家进入游戏后，首先会获得一定数量的游戏金币，这些金币就是 ERC1155 代币中的同质化代币。玩家可以使用这些金币在游戏商店中购买各种道具，如药水、装备等。而这些药水和装备，则可能是具有独特属性的非同质化代币 。

当玩家想要与其他玩家交易时，ERC1155 的批量转移功能就发挥了重要作用。比如，玩家 A 想要将自己的 50 个金币、2 瓶治疗药水和 1 把稀有宝剑出售给玩家 B，在 ERC1155 的支持下，玩家 A 可以通过一次交易操作，将这些不同类型的代币同时转移给玩家 B，玩家 B 则支付相应的费用 。

在游戏中的合成系统中，也大量运用了 ERC1155 代币。例如，玩家可以将 3 个低级的魔法宝石（非同质化代币）合成为 1 个高级的魔法宝石，合成过程中，智能合约会根据 ERC1155 的规则，对相关代币进行销毁和铸造操作 。

2. 智能合约实现

同样以 Solidity 语言为例，以下是一个简单的 ERC1155 智能合约示例：

pragma solidity ^0.8.0;import \"@openzeppelin/contracts/token/ERC1155/ERC1155.sol\";contract MyERC1155 is ERC1155 { constructor() ERC1155(\"https://example.com/tokens/{id}.json\") {} function mint(address to, uint256 id, uint256 amount) public { _mint(to, id, amount, \"\"); } function burn(address from, uint256 id, uint256 amount) public { _burn(from, id, amount); }}

在这个合约中，首先导入了 OpenZeppelin 提供的 ERC1155 合约库。MyERC1155合约继承自ERC1155，并在构造函数中初始化了代币的元数据 URI 模板，这里假设每个代币的元数据存储在https://example.com/tokens/{id}.json地址，其中{id}会被实际的代币 ID 替换 。

mint函数用于铸造新的代币，它接收目标地址to、代币 ID id和铸造数量amount作为参数，通过调用_mint函数来完成铸造操作 。burn函数则用于销毁代币，接收源地址from、代币 ID id和销毁数量amount作为参数，调用_burn函数实现代币销毁 。

实际应用中，还可以根据需求扩展合约功能，如添加权限控制，只有游戏管理员才能铸造特定的稀有道具；添加事件监听，记录重要的代币操作，如玩家获得稀有装备时触发通知等 。

四、智能合约的 “瑞士军刀”：OpenZeppelin

（一）OpenZeppelin 是什么

在 Web3 开发的浩瀚宇宙中，OpenZeppelin 无疑是一颗璀璨的明星，被誉为智能合约开发领域的 “瑞士军刀” 。它是一个开源的智能合约开发框架，犹如一座宝藏库，为开发者提供了一系列经过严格审计、高度可复用且安全可靠的智能合约代码库和工具 。

OpenZeppelin 的诞生，源于对智能合约安全性和开发效率的深刻洞察。在区块链技术发展的早期，智能合约的编写往往面临着诸多挑战，如安全漏洞频发、代码重复率高、开发周期长等 。OpenZeppelin 的出现，彻底改变了这一局面。它通过提供标准化的合约模板和功能模块，让开发者无需从头开始编写复杂的智能合约代码，大大节省了开发时间和精力 。同时，OpenZeppelin 的代码都经过了专业的安全审计和社区的严格审查，遵循了最佳的安全实践，能够有效避免常见的安全漏洞，如重入攻击、整数溢出和下溢等，为智能合约的安全性提供了坚实的保障 。

如今，OpenZeppelin 已广泛应用于各种区块链项目中，涵盖了去中心化金融（DeFi）、非同质化代币（NFT）、去中心化自治组织（DAO）等多个热门领域 。无论是初创的区块链项目，还是成熟的大型企业级应用，OpenZeppelin 都能为其提供强大的技术支持，助力项目快速、安全地落地 。

（二）OpenZeppelin 如何使用

1. 安装与引入

以使用 Hardhat 开发环境为例，首先确保你的项目中已经安装了 Node.js 和 Hardhat 。打开终端，进入项目目录，运行以下命令安装 OpenZeppelin Contracts 库：

npm install @openzeppelin/contracts

安装完成后，在 Solidity 智能合约中引入 OpenZeppelin 的合约就变得非常简单 。例如，如果你要创建一个 ERC20 代币合约，可以这样引入：

pragma solidity ^0.8.0;import \"@openzeppelin/contracts/token/ERC20/ERC20.sol\";contract MyToken is ERC20 { constructor(uint256 initialSupply) ERC20(\"MyToken\", \"MTK\") { _mint(msg.sender, initialSupply * 10 ** decimals()); }}

在这段代码中，通过import \"@openzeppelin/contracts/token/ERC20/ERC20.sol\";语句引入了 OpenZeppelin 提供的 ERC20 合约，然后MyToken合约继承自ERC20，并在构造函数中初始化了代币的名称、符号和初始供应量 。

2. 基于 OpenZeppelin 实现 ERC20、721、1155 合约
  • ERC20 合约：除了上述基本的 ERC20 合约创建示例，OpenZeppelin 还提供了许多扩展功能，如可暂停的 ERC20 合约PausableERC20、带有授权功能的ERC20Permit等 。以PausableERC20为例，使用时首先引入相关合约：
pragma solidity ^0.8.0;import \"@openzeppelin/contracts/token/ERC20/extensions/PausableERC20.sol\";contract PausableMyToken is PausableERC20 { constructor(uint256 initialSupply) PausableERC20(\"PausableMyToken\", \"PMTK\") { _mint(msg.sender, initialSupply * 10 ** decimals()); } function pause() public onlyOwner { _pause(); } function unpause() public onlyOwner { _unpause(); }}

在这个合约中，PausableMyToken继承自PausableERC20，拥有了可暂停和恢复转账功能 。pause函数和unpause函数分别用于暂停和恢复代币的转账操作，并且通过onlyOwner修饰器限制只有合约所有者才能调用这两个函数 。

  • ERC721 合约：创建一个基于 OpenZeppelin 的 ERC721 合约示例如下：
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 _tokenIdCounter; constructor() ERC721(\"MyNFT\", \"MNFT\") {} function mintNFT(address recipient) public returns (uint256) { uint256 newTokenId = _tokenIdCounter.current(); _tokenIdCounter.increment(); _mint(recipient, newTokenId); return newTokenId; }}

这里使用了 OpenZeppelin 的ERC721合约和Counters工具库 。Counters用于生成唯一的 Token ID，mintNFT函数用于铸造新的 NFT 并分配给指定的接收者 。

  • ERC1155 合约：实现一个 ERC1155 合约示例：
pragma solidity ^0.8.0;import \"@openzeppelin/contracts/token/ERC1155/ERC1155.sol\";contract MyERC1155 is ERC1155 { constructor() ERC1155(\"https://example.com/tokens/{id}.json\") {} function mint(address to, uint256 id, uint256 amount) public { _mint(to, id, amount, \"\"); } function burn(address from, uint256 id, uint256 amount) public { _burn(from, id, amount); }}

在这个 ERC1155 合约中，继承自 OpenZeppelin 的ERC1155合约，并在构造函数中初始化了元数据 URI 模板 。mint函数用于铸造代币，burn函数用于销毁代币 。

注意事项

在使用 OpenZeppelin 时，有一些重要的注意事项 。首先，要始终保持 OpenZeppelin 库的版本更新，以获取最新的安全修复和功能改进 。不同版本的 OpenZeppelin 可能存在一些 API 的变化和兼容性问题，所以在升级版本时，需要仔细阅读官方文档，确保项目代码能够顺利迁移 。

其次，虽然 OpenZeppelin 提供了安全的合约模板，但在实际应用中，仍然需要根据项目的具体需求进行合理的定制和扩展 。在扩展合约功能时，要注意遵循 OpenZeppelin 的设计模式和最佳实践，避免引入新的安全漏洞 。

另外，对于一些涉及资金操作的敏感功能，如代币的铸造、销毁和转账等，要进行严格的权限控制和安全检查 。例如，在上述的PausableMyToken合约中，通过onlyOwner修饰器限制了暂停和恢复转账功能的调用权限，确保只有合约所有者才能执行这些操作 。同时，在进行数学运算时，要注意使用 OpenZeppelin 提供的安全数学库，如SafeMath，以防止整数溢出和下溢等问题 。

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