比特币作为全球首个去中心化数字货币，其核心技术架构由区块链、工作量证明（PoW）、密码学算法、共识机制和点对点网络五大支柱构成。这些技术协同作用，确保了比特币系统的安全性、透明性和不可篡改性，使其在无需中央机构干预的情况下实现全球范围内的价值转移。
区块链是比特币的底层技术，本质上是一个分布式账本，由按时间顺序连接的区块组成。每个区块包含多笔交易记录，并通过密码学哈希函数与前一个区块绑定，形成不可逆的链式结构。这种设计使得历史交易无法被篡改，所有节点共同维护同一份账本副本，彻底消除了单点故障风险。比特币网络中的矿工通过计算竞争记账权，只有验证交易才会被打包进新区块，最终同步至全网。
工作量证明机制是比特币网络的核心安全屏障。矿工必须投入大量计算资源解决复杂的数学难题，才能获得新区块的记账权和比特币奖励。这一过程不仅消耗电力与算力，更关键的是通过经济成本约束恶意行为——攻击者若想篡改交易，需掌控全网51%以上的算力，其成本远超潜在收益。PoW机制同时调控比特币的发行节奏，约每10分钟产生一个新区块，且每四年奖励减半，最终总量将恒定在2100万枚。
密码学技术为比特币提供了身份验证与数据保护的双重保障。每笔交易均需用户使用私钥生成数字签名，而公钥则用于验证交易合法性。椭圆曲线数字签名算法（ECDSA）确保了只有私钥持有者能支配对应地址的资产。梅克尔树结构将大量交易数据压缩为单一哈希值，使轻节点无需下载完整区块链即可快速验证交易真实性，极大提升了系统效率。
比特币网络的去中心化特性通过点对点协议实现。全球节点平等参与交易广播与验证，任何个体均可运行全节点监督网络运行。这种设计消除了传统金融的中介环节，交易双方直接通过比特币地址完成价值传递。时间戳协议则精确记录每笔交易的发生顺序，与区块链结合形成完整的时间维度证明，有效防止双花问题。
