比特币的核心原理是基于密码学、分布式共识和点对点网络构建的去中心化数字价值体系，它通过一套精巧的技术组合，实现了在没有中央权威机构的情况下，进行安全、可信的价值记录与转移。要理解这一原理，关键在于把握其如何利用公开透明的区块链账本来记录所有交易，以及全球节点如何通过共识机制共同维护这个账本的一致性与不可篡改性，从而在数字世界建立起无需第三方背书的信任基础。这一设计不仅确保了系统的安全运行，也赋予了比特币稀缺、抗审查与全球化流通的特性。
比特币网络的基石是其独特的账户与交易系统，这套系统完全建立在非对称密码学基础之上。每一位用户通过在本地生成一个由随机数衍生的私钥来创建账户，该私钥可以推导出对应的公钥及比特币接收地址，但逆向推导则几乎不可能。当用户发起一笔转账时，需要用其私钥对交易信息进行数字签名，网络中的其他参与者则可以使用该用户的公钥来验证签名的有效性，从而确认交易确由资产所有者授权。这种机制在确保资产控制权绝对私密的同时，实现了交易身份的公开可验证，构成了比特币安全性的第一道屏障。所有经过验证的交易都不会立即生效，而是被广播到全网，等待被打包进一个全新的数据区块。
将零散交易组织成区块并链接成链的核心结构便是区块链。每个区块由区块头和区块体两部分构成，区块体包含了该时间段内多笔交易信息，这些信息通过默克尔树结构进行哈希汇总，最终生成一个唯一的默克尔根哈希值并存入区块头。区块头中更为关键的是包含了前一个区块的哈希值，这就如同给每个区块加盖了一个指向前序区块的加密封印。任何试图修改历史区块中交易数据的行为，哪怕仅改动一个字符，都会导致该区块的哈希值发生剧变，进而破坏其与后续所有区块的链接关系。这种环环相扣的链式结构，使得篡改历史记录在计算上变得不可行，从而赋予了区块链数据不可篡改和可追溯的卓越特性。
新的区块并非自动产生，而是由网络中被称为矿工的节点通过解决一个复杂的密码学难题竞争创建，这个过程就是俗称的挖矿。这个难题通常被设计为寻找一个随机数，使得对整个新区块头进行哈希运算后得出的结果，满足小于当前网络设定目标值的条件。由于哈希函数的特性，寻找符合条件的随机数没有捷径，只能依靠矿工投入海量的计算资源进行不间断的试错。最先找到正确随机数的矿工，有权将新区块广播至网络，并获得新生成的比特币作为奖励。这种机制被称为工作量证明，它通过消耗真实世界的能源和算力，确保了攻击者难以掌控足够的算力来篡改区块链记录，同时也以一种去中心化的方式决定了比特币新货币的发行节奏和归属。
比特币网络得以持续稳定运行，依赖于全球分散节点间形成的共识。任何节点都可以独立验证交易和区块的有效性，并选择接受最长、累计工作量最大的那条链作为唯一有效的账本。当网络中出现短暂的分叉时，节点会遵循最长链原则，在最先收到的合法区块基础上继续挖矿，这促使全网算力迅速收敛到同一条链上，保证了全网络对交易历史和账户余额状态达成最终一致。这种去中心化的共识形成过程，意味着没有任何单一实体能够控制或关闭比特币网络，其规则由代码预先设定，并由全球参与者的共同利益来维护，从而构建了一个高度抗故障、抗干预的全球化价值传输系统。
