比特币核心采用两类核心密码算法，工作量证明挖矿环节使用双重SHA-256哈希算法，资产确权与交易签名依托基于secp256k1曲线的ECDSA椭圆曲线数字签名算法，同时搭配RIPEMD-160哈希、Base58Check编码辅助生成钱包地址，整套算法体系分工明确，共同支撑比特币去中心化账本安全运行。
SHA-256是比特币网络共识层的底层基石，挖矿、区块串联、交易ID生成全部依赖双重哈希运算，也就是先对原始数据执行一次SHA-256运算，再将输出结果二次执行SHA-256，行业简称SHA256d。该算法可接收任意长度文本、二进制数据，统一输出固定32字节256位哈希指纹，具备不可逆、强雪崩效应两大关键特性，输入数据哪怕修改一个字符，最终哈希值会发生完全无规律的变化，从根源杜绝区块数据篡改。矿工打包交易生成80字节区块头后，会持续调整nonce随机数反复计算双重哈希，直到哈希结果数值低于全网实时难度目标，才算完成工作量证明，全网节点验证哈希仅需毫秒级运算，形成挖矿难、核验简单的PoW安全模型。比特币每2016个区块自动调整挖矿难度，依靠SHA-256的哈希随机性稳定维持约10分钟出块节奏，ASIC矿机正是针对该算法定制算力芯片，也是比特币和莱特币、比特币现金最核心的底层区分点。
ECDSA椭圆曲线签名算法是用户资产安全的核心屏障，比特币选用独有的secp256k1椭圆曲线，曲线公式为y²=x³+7，舍弃通用加密曲线的冗余参数，运算速度更快，且不存在后置随机数植入后门隐患。整套密钥体系由256位随机私钥单向推导公钥，数学上无法通过公钥反向破解私钥，同等安全强度下，256位椭圆曲线密钥的加密效果等同于3072位RSA密钥，大幅降低钱包存储与链上传输开销。用户发起转账时，钱包会对交易摘要生成专属(r,s)数字签名，仅广播交易内容、公钥与签名，全程不会泄露私钥；全网全节点可凭借公钥独立校验签名合法性，确认资产转账权限，杜绝双重支付与伪造交易。2021年比特币激活Taproot升级后，新增Schnorr签名作为补充算法，兼容原有ECDSA体系，优化多签交易体积与链上隐私性，但日常转账底层签名逻辑仍以ECDSA为主。
除两大核心算法外，比特币地址生成流程融合RIPEMD-160哈希与Base58校验编码，形成完整的地址加密链路。公钥完成双重SHA-256运算后，再执行一次RIPEMD-160压缩得到160位短哈希，缩短地址字符长度，最后通过Base58Check增加校验码，避免用户手动输入地址时因字符错误导致资产丢失。这套组合算法仅用于地址展示，不参与挖矿与交易签名，属于配套辅助加密工具，很多新手容易混淆地址哈希算法与挖矿SHA-256，二者应用场景、运算逻辑完全独立，不可混为一谈。整套密码学架构由中本聪在2009年比特币创世区块中落地，算法均采用公开标准化密码学方案，无自研加密逻辑，安全性能经过十余年全网算力与黑客攻击的长期验证。
对比其他主流加密货币能够更直观理解比特币算法的独特性，莱特币采用Scrypt挖矿算法，对内存要求更高，难以大规模ASIC专业化挖矿；以太坊合并前使用Ethash算法，兼顾显卡算力与内存需求；而比特币坚持SHA-256PoW搭配secp256k1ECDSA的组合，算力门槛高、篡改成本极大，长期维持去中心化网络抗攻击能力。对于币圈投资者与矿工而言，读懂底层算法能清晰区分分叉币种本质，比特币现金、BSV等分叉币虽沿用SHA-256挖矿，但调整区块规则，底层密码算法框架与原生比特币保持一致，而采用全新哈希算法的山寨币，安全模型与算力价值则完全不具备可比性。
