Merkle樹類似于二叉樹，但不同之處在于底部的兩個節點取得哈希值后形成上面的節點。只需要記錄根節點就可以檢測整棵樹是否被篡改。由根哈希值存在在區塊頭(header)中，而交易過程則存在區塊內容(body)中。全節點包含了區塊頭和區塊內容，而輕節點（如手機上的比特幣錢包）只包含區塊頭。這棵樹可以證明某個交易是否已經被寫入區塊鏈。
共識協議是去中心化貨幣需要考慮的兩個問題：1. 誰能發行數字貨幣：通過挖礦進行；2. 如何驗證交易的合法性：通過區塊鏈。
雙花攻擊是數字貨幣面臨的一個主要挑戰。比特幣中的交易都需要有輸入和輸出，即從哪里得到幣，花到哪里去。在正常情況下，也可能會出現兩個分叉，因為同時有兩個節點獲得了記賬權，并打包了區塊，計算得到了相同的隨機數。這種情況下，會暫時存在兩個分叉，直到其中一個區塊率先找到了下一個區塊，這條鏈就會成為最長的合法鏈，另一個分叉就會被丟棄。
女巫攻擊是某惡意節點不斷創建賬戶，當賬戶總數超過總賬戶的一半時，該節點就可以控制區塊鏈。
比特幣中的共識協議涉及一些節點是惡意的，而大部分節點是善良的。一種想法是將一些交易打包到區塊中作為候選區塊，然后每個區塊進行投票，以確定是否寫入區塊鏈。然而，這種方法存在問題，因為一些惡意節點可能會一直發布包含惡意交易的區塊，占用資源，并且有的節點可能不投票。
另一種想法是不按賬戶數量進行投票，而是按計算能力進行投票。每個節點都可以產生合法交易放入區塊，這些節點開始嘗試不同的隨機數，直到找到H（區塊頭）≤ 目標值，然后該節點就獲得了記賬權。
唯一產生比特幣的途徑是通過coinbase交易。這種交易不需要指出幣的來源，因為獲得了記賬權的節點會獲得區塊獎勵。每21萬個比特幣，獎勵就會減半。
比特幣爭奪記賬權的過程被稱為挖礦，而參與爭奪記賬權的節點被稱為礦工。
