區塊鏈本質上是一個以密碼學技術為基礎，采用分布式的數據組織和數據維護的巨大賬本系統。www.emoneybtc.com中本聰創立的比特幣，是區塊鏈技術第一個真實應用案例，比特幣背後的數據結構要解決金融交易中的兩個核心問題：
第一個問題是，如何用數學算法來建立共識機制，也就是如何解決所謂的“拜占庭將軍問題”。讓分布的節點達成共識，在比特幣中采用了工作量證明法，用一CPU 一票，通過挖礦尋找隨機數競爭交易的記賬權。另外，通過哈希函數進行加密，確保整個交易不可逆。
第二個問題是，非中心化方式如何解決交易不可重復性。傳統的金融交易是通過中心化的銀行來保證不會發生雙重支付問題。區塊鏈技術則是所有的交易都公開宣布，獲得記賬權在每一個區塊蓋上時間戳，每個時間戳將前一個時間戳納入其隨機散列值中，每一個隨後的時間戳都對之前的一個時間戳進行增強，這樣就形成了一個鏈條，解決雙重支付問題。
區塊鏈解決上述問題中的數據結構和算法體現出來了一些非常核心的理念和思想：一是交易去中心化。金融交易確認、數據傳輸不依賴一個中心節點，資源的分享不再依賴於中央服務器；二是分布式處理。系統中數據塊由所有節點集體進行維護，每個節點分享權利和義務；三是去信任化。參與整個系統中的每個節點之間進行數據交換是公開透明的，所有的數據內容公開廣播，一旦達成共識不可篡改，除非控制網絡51%節點；四是，自信用。區塊鏈系統本身產生信用，這種信用的產品不是來自第三方，而是來自程序（算法）。