比特币是依托区块链分布式账本架构搭建、融合密码学算法与工作量证明共识机制的去中心化电子现金系统，区块链是比特币的底层技术载体，比特币也是区块链技术诞生后的首个落地应用。很多币圈新手容易将比特币和区块链混为一谈，二者不能等同，区块链属于技术集合，比特币是这套技术组合形成的数字货币产品。2008年中本聪发布论文首次提出相关构想，次年比特币网络正式上线，整套系统依靠开源代码运行，无需银行、支付平台这类中心化机构参与交易清算，彻底改变传统货币的记账模式。
支撑比特币稳定运行的第一层核心结构是分布式链式账本。比特币网络将一段时间内的交易数据打包形成区块，每个区块头部记录上一个区块的哈希指纹，区块按照时间顺序首尾相连形成链条。网络中遍布全球的全节点各自保存完整账本副本，不存在单一中心服务器。账本采用独特的UTXO未花费交易输出模型，不直接记录账户余额，只追踪每一笔资产的流转来源，从根源规避双重支付问题。一旦某一笔历史交易数据被篡改，对应区块哈希数值会发生改变，后续所有区块的关联校验全部失效，想要完成篡改，理论上需要掌控全网绝大多数算力，现实操作成本极高。
密码学算法是保障比特币资产权属与交易安全的关键工具，整套系统搭配多种成熟加密标准协同工作。地址与资产确权依托secp256k1椭圆曲线ECDSA签名算法，随机生成的256位私钥可以单向推导出公钥，外界无法通过公钥反向破解私钥，用户发起转账时使用私钥签名，全网节点凭借公钥验证交易合法性。SHA-256双重哈希算法承担多重任务，既用于区块哈希运算、交易标识生成，同时也是挖矿运算的核心；公钥经过SHA-256与RIPEMD160两次哈希运算，再通过Base58编码转换为大众熟悉的比特币收款地址。后续网络升级引入Taproot，新增Schnorr签名方案，进一步优化多签交易隐私性与运算效率。
工作量证明PoW共识机制，则负责协调全网节点达成账本共识，也就是币圈常说的挖矿机制。矿工不断尝试随机数运算区块头哈希，算出满足难度条件结果的矿工获得新区块记账权，同时收获区块奖励与交易手续费。比特币网络每打包2016个区块自动调整挖矿难度，维持平均十分钟出一块的稳定节奏。代码内预先设定总量规则，区块奖励每挖出21万块进行一次减半，按照数学推演，比特币总量永久上限锁定2100万枚。全网节点统一遵循最长有效主链规则，出现网络分叉时，自动选择累计工作量最大的链条作为合法账本，以此统一全网交易记录。
随着市场需求持续发展，比特币原生网络也在不断迭代优化底层技术短板。早期1MB区块大小限制网络吞吐量，2017年隔离见证SegWit正式激活，拆分交易签名数据，间接提升区块承载能力，同时解决交易延展性漏洞，为闪电网络二层协议铺平道路。闪电网络依托比特币底层账本，把大量高频小额交易转移到链下通道完成结算，最终仅将最终清算结果上链，有效缓解主网拥堵、降低转账手续费。所有扩容方案都建立在比特币基础区块链规则之上，不会脱离原本的分布式账本、加密算法与PoW共识底层框架。
