比特币核心底层采用的基础哈希算法为SHA-256，全网绝大多数运行环节执行双重SHA-256运算模式，同时搭配RIPEMD-160、ECDSA椭圆曲线算法辅助完成地址生成、交易签名配套流程，整套算法组合构成比特币全网运行的密码学根基，挖矿共识、区块打包、交易确权、账本防篡改全部依托这套算法体系落地运转。SHA-256隶属于SHA2加密算法家族，输出固定256位哈希摘要，换算为日常展示格式就是64位十六进制字符，自带不可逆、强抗碰撞、雪崩效应三大核心密码学特质，也是中本聪当初选定该算法搭建比特币网络的核心原因，比特币区别于其他加密币种的关键设计，就是全程二次调用SHA-256，业内统一称作Hash256运算，先对原始数据执行一次SHA-256压缩计算，再针对初次产出的哈希结果再次进行一轮SHA-256运算，双重哈希可以规避长度延伸类密码攻击，补齐单次SHA-256存在的细微安全短板，大幅提升区块数据篡改的技术门槛。
双重SHA-256算法最核心的应用场景集中在比特币PoW工作量证明挖矿环节，区块头部仅80字节数据，囊括前置区块哈希值、Merkle树根值、全网难度参数、时间戳、随机数Nonce六大基础字段，矿工唯一可控变量只有Nonce数值，挖矿的本质就是持续迭代修改Nonce，反复运行双重SHA-256运算，不断产出全新区块哈希值，只有最终生成的哈希字符串前置零的位数匹配当期全网难度标准，才算解题成功获取区块记账权。全网会按照每2016个区块周期自动调节SHA-256解题难度，以此对冲全网算力波动，把整体平均出块节奏稳定维持在十分钟左右，普通节点不需要重复海量算力运算，拿到挖出的区块结果后，仅需单次运行双重SHA-256就能快速核验区块合法性，极低的验证成本让比特币去中心化节点可以轻松实现全网同步，也是该算法适配分布式网络的突出优势。
除挖矿共识之外，SHA-256贯穿比特币日常交易全流程，每一笔转账交易都会通过双重SHA-256计算生成专属TxID交易编号，依托唯一哈希标识实现全网交易检索与溯源；区块内部海量交易依靠SHA-256逐层拼接构建Merkle树结构，汇总生成唯一树根哈希写入区块头部，后续任意一笔交易出现篡改，整棵默克尔树的哈希数值会全部失效，节点仅凭树根数据就能快速校验区块内所有交易完整性。比特币收款地址则是两套算法组合产出，先对公钥进行SHA-256运算，再将结果送入RIPEMD-160算法压缩缩短字符长度，经过编码封装形成日常使用的钱包地址，而用户私钥、公钥的配对生成、转账行为的数字签名核验，依靠ECDSA椭圆曲线算法完成，这套辅助算法和SHA-256各司其职，互相配合补齐比特币整套运行逻辑。
SHA-256算法架构简单、运算逻辑规整，高度适配硬件芯片定制开发，也直接催生了ASIC专业比特币矿机产业，对比显卡、处理器算力效率差距悬殊，长期下来比特币全网算力基本由SHA-256专用矿机占据主导，该算法极强的抗破解能力经过长期市场验证，上线运行至今没有出现公开有效的碰撞破解案例，只要全网总算力保持足够体量，依靠SHA-256搭建的区块账本就很难被人为篡改，这也是比特币长期保持网络稳定性的底层保障。当下不少主流山寨币种效仿比特币采用SHA-256算法，但是缺少成熟的难度调节机制、节点生态配套，算法的实际安全价值很难对标比特币，算法本身的性能上限，最终依旧依托全网算力规模形成壁垒。
