STO实践分析：ERC1410标准从分析到代码实现过程

ERC1410 (等同ERC1411)将 ERC20/ERC777 中不存在解释属性的余额，附加额外的信息，从而划分成不同的部分，就可以做一些操作上的限制。而 ERC1400 (等同ERC1411)是对 ERC1410 标准的继承和改进。

1.摘要

ERC1410为STO环境中使用的一个以太坊协议标准。辉哥着眼于深度理解和编码实现，从以下几个方面阐述对ERC1410的理解。

1) ERC1410和ERC1411(ERC1400)，ERC1404的区别

2)同质化通证，非同质化通证，部分同质化通证的区别

3)ERC1410标准的数据结构分析

4) ERC1410的接口函数分析

5) ERC1410的场景尝试

6) 代码部署和测试

2. ERC1410和ERC1411(ERC1400)，ERC1404的区别

ERC1410标准由 Gosselin， Adam Dossa， Pablo Ruiz 和 Fabian Vogelsteller 撰写，其中 Gosselin 和 Dossa 为 Polymath 工作，就是那个发布ST20.帮助资产实现证券化通证的平台公司。

ERC1410是一种以太坊上实现STO的技术方案，它兼容ERC20和ERC777标准的证券型通证发行标准，引入了部分同质化通证(Partially Fungible Token Standard)的概念。

它在GITHUB的地址为ERC 1410: Partially Fungible Token Standard #1410.

ERC1400同ERC1411是同一个标准，现在在GITHUB上已经把他们合并了。ERC1411(ERC1400)则是继承ERC1410标准，增加了证券相关业务会使用到的函数：证券增发，相关法律文件存储等。

它在GITHUB的地址为ERC 1400: Security Token Standard #1411.

ERC1404是指简单的受限代币标准，ERC-1404则在ERC-20标准的基础上，添加了两种函数。

detectTransferRestriction：此函数是发行者强制执行通证传输的限制逻辑。例子包括，(1)检查通证接收者是否在白名单内，(2)检查发送者的通证是否在锁定期内被冻结等等。该函数实现仅面向发行者，另外，第三方可以公开调用该函数来检查转移的预期结果。因为这个函数会返回一个uint8代码，所以它允许函数调用者知道传输失败的原因，并将其报告给相关的对方。

messageForTransferRestriction：这个函数实际上是一个“消息”访问器，它负责以人类可阅读的方式解释一笔交易为什么会被限制。通过规范消息查找，开发者授权用户界面构建器，有效地向用户报告错误。

它在GITHUB的地址为https://github.com/ethereum/EIPs/issues/1404.

3.同质化通证(FT)，非同质化通证(NFT)，部分同质化通证(PFT)的区别

ERC1410引入了部分同质化通证(Partially Fungible Token Standard)的概念，在此之前介绍下同质化通证(FT)，非同质化通证(NFT)的概念。

所有的ERC20 Token都是“同质化通证”(Fungible Token，简称FT)，同一通证内两个相等单位的Token并无差别。这个类似于美元，作为一般等价物，假设都是真钞，你手里的美元和我手里的美元在购物能力上并无区别。

ERC721 Token都是“非同质化通证”(Non-Fungible Token，简称NFT)。非同质代表独一无二，谜恋猫为例，每只猫都被赋予拥有基因，是独一无二的(一只猫就是一个NFTs)，猫之间是不能直接替换的。

非同质性其实广泛存在于我们的生活中，如图书馆的每一本，宠物商店的每一只宠物，歌手所演唱的歌曲，花店里不同的花等等，因此ERC721合约必定有广泛的应用场景，例如房地产，画作等上链具有广泛的意义。

ERC1410 Token是部分可替代通证(Partially Fungible Token，简称PFT)就是兼具了可替代性和不可替代性2种属性的通证形态。它可以把TOKEN跟证券对等起来，可以做security token的一些功能。ERC1410标准引入了“Tranche”的名字，在证券行业中通常翻译为“分级”(例如AAA级、AA级、次级)，目的是将不同的通证持有者的账户内Token分成不同的tranches级别。举个例子来说，辉哥发起主导了一个名为“BIG STO PROGRAMME”的项目，由辉哥，欧阳和ELLA小姐姐一起参与，并且已经经过了天使轮(A资本投资)，A轮(I资本)参与，项目发展不错，正准备到美国做STO申请。那么，创始团队(创始股)，A资本(天使轮)，I资本(A轮)这些投资方对应的价格，基金到期时间都不相同，可以定义tranches级别分别为1级，2级，3级等。

这3级的TOKEN具有相同性和不同性，后面场景尝试的时候会深入分析。

TOKEN持仓情况

4.ERC1410标准的数据结构分析

1.TOKEN总供应量

uint256 public totalSupply;

2.TOKEN名称

string public name;

3.TOKEN标识

string public symbol;

4.覆盖所有投资人所持通证的每个账户地址下的通证余额总额

// Mapping from investor to aggregated balance across all investor token sets

mapping (address => uint256) balances;

5. 投资人到分级份额Tranche[]的映射

// Mapping from investor to their tranches

mapping (address => Tranche[]) tranches;

// Represents a fungible set of tokens.

struct Tranche {

uint256 amount;

bytes32 tranche;

}

6. trancheToIndex-分级份额索引

// Mapping from (investor, tranche) to index of corresponding tranche in tranches

//三维数组，就是在分级份额Tranches映射(investor, tranche) 到对应分级份额的索引(index)

mapping (address => mapping (bytes32 => uint256)) trancheToIndex;

7.交易员针对tranche,的授权状态

// Mapping from (investor, tranche, operator) to approved status

//四维数组，就是三维数组(investor, tranche, operator)的授权状态

mapping (address => mapping (bytes32 => mapping (address => bool))) trancheApprovals;

8.交易员针对投资人的授权状态

// Mapping from (investor, operator) to approved status (can be used against any tranches)

//三维数组，就是 投资人对应的操作员(investor, operator)的授权状态

mapping (address => mapping (address => bool)) approvals;

5.ERC1410的接口函数分析

5.1 与tranche有关的查询接口

5.1.1 查询某个账户下指定 tranche 的余额：

function balanceOfByTranche(bytes32 _tranche，address _tokenHolder) external view returns (uint256);

查询某个账户下所有的tranches：

function tranchesOf(address _tokenHolder) external view returns (bytes32[]);

5.2 与tranche有关的转账接口

5.2.1 从调用者的指定tranche转指定金额到目的账户

function sendByTranche(bytes32 _tranche，address _to，uint256_amount，bytes _data) external returns (bytes32);

表示上述接口表示从调用者的指定tranche转指定金额到目的账户。

如果转账交易不能完成，函数必须revert;

如果转账成功，必须emit SentByTranche event;

如果转账成功但接收者的tranche与发送者的tranche不同，则必须emit ChangedTranche event;

返回值为目的账户接受此次转账的tranche;

最后一个参数_data，可以将目标tranche直接用此参数指定，或存放任何与该交易相关的数据，比如授权信息。

5.2.2 从指定的多个tranches往多个目标地址进行转账。

function sendByTranches(bytes32[] _tranches，address[] _tos，uint256[] _amounts，bytes _data) external returns (bytes32);

上述接口是sendByTranche接口的升级版本，从指定的多个tranches中，往多个目标地址进行转账。

如果转账交易不能完成，函数必须revert;

如果转账成功，必须emit SentByTranche event;

如果转账成功但接收者的tranche与发送者的tranche不同，则必须emit ChangedTranche event

sendByTranche、sendByTranches接口均为交易发起者(msg.sender)对自有账户的操作。

5.2.3 交易员转账特定Tranche

ERC1410基于 ERC777继承了交易员(operator)的相关概念，允许某个交易员代表某个账户持有者基于tranche进行转账。operatorSendByTranche和operatorSendByTranches就是该类型接口。

function operatorSendByTranche(bytes32 _tranche，address _from，address _to，uint256 _amount，bytes _data，bytes _operatorData) external returns (bytes32);

如果一个未被授权(isOperatorForTranche)的地址调用，函数必须revert;

如果转账成功，则必须emit SentByTranche event;

如果转账成功且接收者的tranche与发送者的tranche不同，则必须emit ChangedTranche event。

5.2.4 交易员转账多个Tranches：

function operatorSendByTranches(bytes32[] _tranches，address _from，address _to，uint256[] _amounts，bytes _data，bytes _operatorData) external returns (bytes32[]);

如果一个未被授权(isOperatorForTranche)的地址调用，函数必须revert;

如果转账成功，则必须emit SentByTranche event;

如果转账成功且接收者的tranche与发送者的tranche不同，则必须emit ChangedTranche event。

5.3 默认tranche管理

5.3.1 设定默认Tranches(setDefaultTranches)

为了保证与ERC777、ERC20的兼容性，当调用send时，需要决定从哪个或哪几个tranches中转出。为解决这个问题，可以指定某一个或某几个tranches为默认。

function setDefaultTranche(bytes32[] _tranches) external;

设置默认tranches，这样在调用send时，将从default tranches中转账。

5.3.2 获取默认Tranches(getDefaultTranches)

function getDefaultTranches(address _tokenHolder) external view returns (bytes32[]);

获得某个账户的默认tranches。如果返回值为空，则调用send会抛出异常。如果返回多个，则可以按照某种策略进行转出。

5.3.3 交易员(Operator)相关接口

交易员可以被授权操作:

所有账户的所有tranches

所有账户的某个特定的tranche

某个特定账户的所有tranches(包括现在与未来的)

某个特定账户的特定tranche

5.3.3.1 defaultOperatorsByTranche

function defaultOperatorsByTranche(bytes32 _tranche) external view returns (address[]);

返回具有所有账户的某个特定tranche的默认操作员列表。

5.3.3.2 authorizeOperatorByTranche

function authorizeOperatorByTranche(bytes32 _tranche，address _operator) external;

消息发送者授权给某个交易员某个特定tranche的操作权。每次被调用，必须emit AuthorizedOperatorByTranche event。

5.3.3.3 revokeOperatorByTranche

function revokeOperatorByTranche(bytes32 _tranche，address _operator) external;

消息发送者撤销某个交易员对某个特定tranche的操作权。每次被调用，必须emit RevokedOperatorByTranche event。

(注: 此Operator仍有可能通过defaultOperatorsByTranche或defaultOperators拥有对此tranche的操作权。)

5.3.3.4 isOperatorForTranche：

function isOperatorForTranche(bytes32 _tranche，address _operator，address _tokenHolder) external view returns (bool);

查询_operator是否是某个账户特定tranche的操作员。

6.ERC1410的场景尝试

回到文章前面章节的故事，辉哥发起主导了一个名为“BIG STO PROGRAMME”的项目，由辉哥，欧阳和ELLA小姐姐一起出资参与，并且已经完成了天使轮(A资本投资)，A轮(I资本)，项目发展不错，正准备到美国做STO申请。

我们假设以下为对应的合格投资人钱包地址：

辉哥地址：0xD1F7922e8b78cBEB182250753ade8379d1E09949

欧阳地址：0x17b1177E0491D25a13a8329a8D2C46621b6ca19F

ELLA地址：0x3D7DfB80E71096F2c4Ee63C42C4D849F2CBBE363

A资本地址：0x8fc02f03c15179f8C6D37C3a29FE7A338DC68192

I资本地址：0xcE689dBB962DbF45534Af13e4414cCB2dFC78c30

交易员： 0xDD55dA111fBfcc671966D138dE7DFA249a6e76cC

我们假设创始团队(创始股)，A资本(天使轮)，I资本(A轮)这些投资方对应的价格，基金到期时间都不相同，可以定义tranches级别分别为1级，2级，3级等。

tranche:

00000000000000000000000000000001 创始团队

00000000000000000000000000000002 天使轮

00000000000000000000000000000003 A轮

6.1 创始团队发起原始TOKEN

“ BIG STO PROJECT”项目，由辉哥/欧阳/ELLA创始发起，分配总额度和TRANCHE属性。

根据参与3人的投入的资金量，总发行量为1000万，由辉哥账号创建，分配份额如下：辉哥 400万，欧阳 300万，ELLA 300万。

1)首先创建PartialFungibleToken合约，设置初始属性如下：

totalSupply = 0;

name = “Big STO Project”;

symbol = “BST”;

2)调用接口增发1000万TOKEN。

mint("00000000000000000000000000000001", "0xD1F7922e8b78cBEB182250753ade8379d1E09949", "10000000.000000000000000000", "the founding team share tranche")

3) 辉哥转发给欧阳，ELLA对应份额

sendTranche("00000000000000000000000000000001", "0x17b1177E0491D25a13a8329a8D2C46621b6ca19F","3000000.000000000000000000", "创始团队欧阳份额，1级tranche") ;

sendTranche("00000000000000000000000000000001", "0x3D7DfB80E71096F2c4Ee63C42C4D849F2CBBE363","3000000.000000000000000000", "创始团ELLA份额，1级tranche") ;

6.2 A资本参与天使轮

A资本参与天使轮，再发行200万份额，其中辉哥占有100万，A占有100万，锁仓1年;跟辉哥签订对赌条约，公司营收在2018年达到1000万元，设置操作员账号质押辉哥TOKEN份额。

1) 增发200万

mint("00000000000000000000000000000002", "0xD1F7922e8b78cBEB182250753ade8379d1E09949", "200000.000000000000000000", "the spinel captital joined in.")

2)A占有100万; 辉哥占有100万，有业绩对赌;

sendTranche("00000000000000000000000000000002", 0x8fc02f03c15179f8C6D37C3a29FE7A338DC68192","1000000.000000000000000000", "A资本参与天使轮，锁仓1年") ;

3)辉哥业绩对赌，TOKEN指定交易员授权;

authorizeOperator("0xDD55dA111fBfcc671966D138dE7DFA249a6e76cC")

4)该项目进展顺利，对赌失效

该项目进展顺利，对赌失效，辉哥要撤回授权。

revokeOperator("0xDD55dA111fBfcc671966D138dE7DFA249a6e76cC")

6.3 I资本参与A轮

该项目到2018年11月份就完成了全年目标，项目发展不错。I资本决定参与A轮。再发行200万TOKEN，其中辉哥占有50万，A占有50万，I占有100万。

1) 增发200万TOKEN

mint("00000000000000000000000000000001", "0xD1F7922e8b78cBEB182250753ade8379d1E09949", "2000000.000000000000000000", "I CAPITAL joined in!")

sendTranche("00000000000000000000000000000003", 0x8fc02f03c15179f8C6D37C3a29FE7A338DC68192","500000.000000000000000000", "A资本参与A轮，锁仓1年") ;

sendTranche("00000000000000000000000000000003", "0xcE689dBB962DbF45534Af13e4414cCB2dFC78c30","1000000.000000000000000000", "I资本参与A轮，锁仓1年") ;

2)跟辉哥对赌2级股权100万

I资本跟辉哥有对赌条款，约定到2018年年底总营收能到1500万人民币，把辉哥天使轮对应的TOKEN质押，授权交易员。

authorizeOperatorTranche("00000000000000000000000000000002", " 0xDD55dA111fBfcc671966D138dE7DFA249a6e76cC")

结果项目进展又特别顺利，对赌失效，辉哥撤回授权。

revokeOperatorTranche("00000000000000000000000000000002", " 0xDD55dA111fBfcc671966D138dE7DFA249a6e76cC")

6.4 A质押50万2级TOKEN，找I资本融资5000万，后续转让100万给I资本，退出该项目

authorizeOperatorTranche("00000000000000000000000000000002", " 0xDD55dA111fBfcc671966D138dE7DFA249a6e76cC")

后来A资本和I资本代表人到交易所办理了转让交割手续。

operatorSendTranche("00000000000000000000000000000002", "0x8fc02f03c15179f8C6D37C3a29FE7A338DC68192", "0xcE689dBB962DbF45534Af13e4414cCB2dFC78c30", "500000.000000000000000000", "A资本转让2级TOKEN给IDG资本", "由Polyman交易所交易员Mask办理交割")

6.5 ELLA退出运营，销毁对应代币

ELLA因为要跟男票一起去苏南农村做ELLA山庄，享受田园生活。所以申请退出“BIG STO PROJECT”运营。公司回购300万，销毁对应代币。

burn("00000000000000000000000000000001", "0x3D7DfB80E71096F2c4Ee63C42C4D849F2CBBE363", "3000000.000000000000000000", "ELLA退出运营，缩股销毁TOKEN。")

7.代码部署和测试

故事讲完了，接下来就是部署测试。

这部分的代码量有点大，辉哥就不再全部列出了。有需要的小伙伴可以去知识星球下载来运行。

该工程代码还未经过商用测试，只作为练习使用。