比特币并非只采用一种算法，而是由多套密码学与共识机制共同运行。网络共识层使用基于双重sha-256哈希的工作量证明（pow），交易授权主要依靠椭圆曲线数字签名算法ecdsa及secp256k1曲线；2021年taproot升级后，比特币也支持schnorr签名。简单说，sha-256负责让矿工竞争记账权，数字签名负责证明资金支配权，两者分工不同，不能混为一谈。
挖矿环节的核心，是不断修改区块头中的Nonce等字段，对80字节区块头执行SHA-256两次运算，直到得到低于网络目标值的哈希结果。这个过程不是破解某段密文，也不是寻找固定答案，而是在巨大搜索空间中反复试错。哈希输入哪怕只变化一个字符，输出也会完全不同，矿工只能依靠算力提高命中概率。新区块一旦产生，其他节点可以快速验证结果，却很难重新完成同等规模的计算，这正是PoW构成网络安全屏障的关键。
比特币的难度并非长期固定不变。网络每2016个区块调整一次难度，目标是让这一周期大约经历两周，折算下来平均约10分钟产生一个区块。全网算力上升，目标值会收紧；矿机退出、算力下降，难度则会相应降低。区块头中还包含前一区块哈希和Merkle根，前者把区块串成连续链条，后者把区块内交易汇总固定下来。有人试图修改历史交易时，不仅要重做目标区块，还要追赶后续区块累计的工作量，成本会随着确认数增加而上升。
私钥本质上是256位随机数据，经过secp256k1椭圆曲线运算生成公钥，用户再利用私钥对交易进行签名。节点使用公钥验证签名，确认发起者确实掌握对应资金，而不需要接触私钥本身。传统P2PKH地址通常由公钥先进行SHA-256，再进行RIPEMD-160处理，随后加入版本号和校验信息编码而成。也就是说，比特币地址并不是账户余额本身，更接近一段锁定条件，真正决定花费权限的是脚本与签名验证规则。
比特币采用的是哈希函数＋数字签名＋工作量证明的组合方案。SHA-256具备单向性和抗碰撞特征，适合构建区块链接与挖矿竞争；ECDSA、Schnorr则用于验证交易控制权；PoW把现实中的电力、设备和时间成本引入共识过程。区块奖励、交易手续费、减半周期等属于比特币共识规则，并不是由某一种哈希算法单独决定。理解这一区别，有助于看清比特币挖矿、钱包安全和链上确认机制之间的边界，也能避免把加密货币简单理解成只有一种加密算法在运行。
