比特币核心依靠双重SHA-256哈希运算完成全网计算，挖矿环节、交易校验、区块链接全部基于这套密码学算法，挖矿场景中矿工持续对80字节区块头进行两次SHA-256运算，不断尝试随机数值，直到运算结果满足网络难度标准。很多新手容易混淆，比特币并非进行复杂数学解方程，而是不断生成数字指纹，依靠暴力尝试寻找符合规则的哈希结果，这套机制也是工作量证明共识的核心基础。
SHA-256运算贯穿整个比特币网络。每一笔转账交易都会执行双重哈希生成交易ID，区块内所有交易汇总计算得到默克尔根，再和上一个区块哈希、时间戳、难度参数共同组成区块头。只要任意一笔交易被篡改，哈希数值会彻底变化，整条区块链的连续性就会断裂，全网节点可以快速识别篡改行为。除了区块与交易，比特币地址生成流程同样用到哈希运算，搭配椭圆曲线算法完成签名验证，保障资产只有私钥持有者能够转移。
早期比特币依靠CPU进行SHA-256计算，随后GPU成为主流，现如今全网几乎全部使用ASIC专业矿机。ASIC芯片针对SHA-256算法专门优化，计算效率远超通用处理器，普通电脑硬件已经很难参与挖矿竞争。算力单位通常用TH/s衡量，代表每秒能够完成万亿次哈希运算。需要注意，算力只代表哈希运算速度，无法预判计算结果，不存在捷径可以快速算出合格哈希，只能依靠不断迭代随机数进行尝试，这也是挖矿需要持续消耗电力的根本原因。
这套计算体系内置动态难度调节机制，比特币网络会根据全网总算力，每2016个区块自动调整难度目标，保证平均十分钟打包出一个区块。当大量矿机接入、全网算力上涨，想要算出合格哈希的条件就会变得严苛；如果大量设备退出，难度随之下降。
