比特币依靠去中心化分布式账本运行，底层共识机制为工作量证明PoW，核心加密算法采用双重SHA-256哈希运算，搭配secp256k1椭圆曲线算法完成交易签名确权，依靠全网节点共同维护账本，依靠算力竞争完成交易打包与区块生成。
比特币最核心的运行逻辑，是摒弃中心化机构，把所有交易记录存储在由无数区块串联形成的区块链上，全网节点同步保存完整账本。用户发起转账时，钱包利用私钥生成数字签名，网络节点首先校验签名合法性，确认资金来源有效，没有重复花费后，将交易放入内存池等待打包。矿工持续抓取内存池内未确认交易，筛选手续费较高的交易组装候选区块，区块头会记录上一个区块的哈希值、交易汇总默克尔根、时间戳、难度参数以及可变随机数，依靠哈希值将区块前后绑定，一旦修改任意区块内的数据，哈希数值会彻底改变，整条后续链条都会失效，以此实现账本难以篡改。
比特币体系包含两套关键算法，挖矿环节使用双重SHA-256，也就是连续两次执行SHA-256哈希计算。哈希算法具备单向不可逆、微小输入改动就会产生完全不同输出的特性，矿工不断更换随机数反复运算，尝试算出满足网络难度条件的哈希结果。率先算出有效结果的矿工获得新区块记账权，将区块广播至全网，其他节点快速核验结果真伪，验证通过后同步区块。网络每产生2016个区块会自动调整挖矿难度，维持平均十分钟出一块的节奏，保障网络运行稳定。除此之外，secp256k1椭圆曲线算法负责公私钥生成与交易签名，决定地址资产归属，是用户持有比特币的加密基础。
不少新手容易混淆共识机制与哈希算法，PoW属于共识规则，SHA-256是实现这套规则的数学工具。这套机制依靠算力竞争建立信任，但也存在客观短板，运行过程需要持续消耗算力资源。全网遵循最长链原则，当出现区块分叉时，节点默认选择累计算力更高的链条作为主链，只有攻击者掌握全网绝大部分算力，才有可能尝试篡改历史交易，这也是网络安全边界。普通投资者可以借助区块浏览器查询链上交易，但无法凭借哈希运算逆向推导原始信息，这也是比特币具备假名特性的技术根源。
