Проблема двойной траты.
Злоумышленник оплачивает товар или услугу и получает её. В сети эфира создается блок с записью, что злоумышленник перевел свои деньги кому-то другому. Далее злоумышленник берет предыдущий блок сети, где он ещё не потратил свои деньги и начинает вычислять от него. Если у него будет достаточно мощности (а именно больше половины), то от того блока где он ещё не потратил деньги он будет открывать другие блоки и со временем, так как его скорость выше скорости остального мира, его паралельная цепочка блоков от блока где он еще не потратил деньги, станет длиннее цепочки, которую раскрывал весь остальной мир а так как алгоритм считает актуальной самую длинную цепь блоков, то рабочей цепочкой будет признана цепочка злоумышленника - получается злоумышленник получил товар, а затем благодаря превосходящим вычислительным мощностям создал свою собственную паралельную реальность, где он ничего не тратил и алгорим принимает эту реальность, т.к. она длиннее чем правдивая цепочка - злоумышленник для своей ложной цепи нашел больше блоков и ложная цепь имеет больше блоков чем цепь остального мира, цепь остального мира становится не актуальной.
Чтобы усложнить такой исход событий создания паралельных цепей злоумышленниками в PoW, каждый блок должен иметь достаточно высокую сложность, чтобы злоумышленнику было сложнее собрать в руках 51% мощности сети. Сложность, которая бы с одной стороны была достаточно большой чтобы исключить появления паралельных цепочек, а с другой стороны не была слишком большой, чтобы нахождение блоков не занимало слишком много времени и транзакции в сети могли проходить с приемлемой скоростью. Поэтому сложность сети величина как правило динамическая - когда майнеров много, сложность вырастает, когда мало - сложность падает.
Таким образом, сеть на основе PoW не оптимальна, т.к. необходимо соблюдать баланс между безопасностью с одной стороны и скоростью транзакций и энергозатратами на поддержку сети с другой стороны. Чтобы повысить скорость транзакций в сети или понизить необходимое количество вычислений, необходимо понизить сложность, а понижение сложности может привести к появлению злоумышленников, которые попытаются создать свою паралельную цепь. Майнеры в PoW позволяют сложности цепи быть на достаточно высоком уровне. Т.к. если бы майнеров было мало, злоумышленнику было бы необходимо гораздо меньше вычислительных мощностей чтобы создать паралельную цепь блоков. Много независимых майнеров для PoW это хорошо. Чем больше майнеров тем больше средств нужно вложить злоумышленнику чтобы сломать сеть. За это майнеры получают награду, предусмотренную алгоритмом - в алгоритме изначально заложено какое-то кол-во денег, которые майнеры могут получить находя новые блоки. Но эта награда приводит к инфляции валюты. То есть вначале отрезка времени всего 100 единиц валюты. Если ты имеешь 1 единицу валюты это 1% от капитализации. Но в конце отрезка времени, майнеры за свою работу получили награды и всего единиц валюты стало не 100, а 200. Получается твоя 1 единица валюты подешевела в 2 раза! теперь это не 1% от капитализации а всего 0.5%. Инфляция это плохо и это второй минус PoW, вытекающий из первого. Тоесть майнеры необходимы для исключения атаки 51%, а другой стороны небходимость награды за работу приводит к инфляции.
В PoS очень интересно на мой взгляд решили эту проблему. Сложность сети там минимально необходимая для проведения транзакций - никакого оверхеда по вычислениям, всё эффективно. А как же тогда решается проблема со злоумышленниками? Как сделать так, чтобы не было интереса ломать сеть? Разработчики придумали такую схему, при которой новые блоки быстрее создаёт тот, у кого больше денег на счету. В таком подходе есть два фактора обеспечивающих безопасность: 1. собрать 51% валюты очень дорого 2. собрав 51% валюты и проведя атаку, валюта взломанной сети обесценится. В результате злоумышленник имеющий 51% валюты сам окажется в дураках, т.к. у него на руках останутся по сути фантики. То есть злоумышленником может стать только тот кто имеет большую часть капитала в сети, а это обстоятельство наоборот вынуждает его не пытаться ломать сеть, а наоборот он становится заинтересован в обеспечении безопасности и в повышении доверия к сети. Т.к. в случае чего основным потерявшим (51% фантиков) останется он сам.