Sharding in Zahlen — jeder neue Knoten entlastet alle anderen
Bei 24 Knoten hält jeder rund 61 % der Chain, bei 1000 Knoten nur noch 3 %. Wir rechnen das Speichermodell von DataVeritas Schritt für Schritt durch.
Eine klassische Blockchain verlangt von jedem vollwertigen Knoten, die ganze Historie zu speichern. Für ein Qualitätsnetz mit hunderten Teilnehmern — Werke, Labore, Lieferanten, Prüfstellen — ist das Verschwendung: Dieselben Terabytes liegen hundertfach herum, und kleine Teilnehmer können gar nicht mitmachen.
DataVeritas geht einen anderen Weg. Die Chain wird in 1000 Speicherblöcke geteilt, und jeder Knoten hält nur einen Anteil davon. Das Netz als Ganzes hält immer alles.
Die Grundannahmen
Die folgenden Zahlen stammen direkt aus dem Simulator mit seinen Standardparametern:
- Chain-Grösse: 4 TB (entspricht einem Full Node)
- Datenaufkommen: 250’000 Datensätze pro Tag à 8 kB ≈ 1.9 GB pro Tag
- Anbindung: 10 Gbit/s pro Knoten, 70 % nutzbar ≈ 875 MB/s
- Maximale Redundanz: 30 Kopien pro Shard
Bei 1.9 GB pro Tag entspricht die 4-TB-Chain rund 5.9 Jahren an Qualitätsdaten. Jeder der 1000 Speicherblöcke umfasst also etwa 4.1 GB oder gut zwei Tage.
Wie viele Kopien braucht ein Shard?
Die Zahl der Kopien pro Shard wächst mit dem Netz, aber langsamer als das Netz selbst:
k(n) = min(30, 1.145 · n^0.8)
Anteil pro Knoten = k(n) / nBis drei Knoten hält jeder alles — aufzuteilen wäre dort fahrlässig, denn fällt ein Knoten aus, blieben Shards ohne Kopie zurück.
| Knoten | Kopien je Shard | Anteil pro Knoten | Speicher pro Knoten |
|---|---|---|---|
| 3 | 3 | 100 % | 4.00 TB |
| 6 | 4.8 | 80 % | 3.20 TB |
| 24 | 14.5 | 61 % | 2.43 TB |
| 100 | 30 | 30 % | 1.20 TB |
| 1000 | 30 | 3 % | 123 GB |
Ab etwa 60 Knoten erreicht die Redundanz die Obergrenze von 30 Kopien. Danach senkt jeder neue Teilnehmer den Anteil aller anderen — die Kurve fällt steil ab.
Was passiert, wenn 30 % ausfallen?
Nehmen wir 24 Knoten, von denen 7 gleichzeitig wegfallen. Jeder hielt rund 61 % der Chain, also 2.43 TB. Die verbleibenden 17 Knoten müssen diese Shards neu replizieren:
- Zu bewegende Datenmenge: 7 × 2.43 TB ≈ 17 TB
- Aggregierte Bandbreite: 17 Knoten × 875 MB/s ≈ 14.9 GB/s
- Dauer: rund 19 Minuten
Während dieser Zeit sinkt die Redundanz, aber sie fällt nie unter eins: Jeder Shard lag vorher auf 14 bis 15 Knoten. Die Abdeckung bleibt bei 100 %.
Rollen für jede Grösse
Nicht jeder Teilnehmer kann oder will gleich viel beitragen. Deshalb gibt es vier Rollen:
- Full Node — die ganze Chain, Audit-Anker für Aufsicht oder Konsortialführer.
- Scaled Node — der berechnete Anteil, der mit dem Netz schrumpft.
- Tiny Node — ein Scaled Node mit harter Obergrenze, etwa ein Werks-PC mit 100 GB.
- Light Node — nur Header und Inklusionsbeweise, rund 12 GB. Ideal für Kunden und Auditoren, die prüfen, aber nicht speichern.
Selbst nachrechnen
Alle Werte lassen sich im Simulator live verändern: Chain-Grösse, Redundanz, Bandbreite, NVMe-Kapazität, Datenaufkommen. Mit der Uhr «Echtzeit 1×» laufen Transfers sogar in ihrer echten Dauer ab.