O Wei Dai ήταν ο πρώτος ο οποίος αναφέρθηκε στη δημιουργία ενός “κρυπτονομίσματος” το 1998 στη λίστα αλληλογραφίας cypherpunks. Το νόμισμα αυτό θα ήταν μια νέα μορφή ηλεκτρονικού χρήματος που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για εμπορικές συναλλαγές. Η δημιουργία κάθε νομίσματος αυτής της μορφής θα γινόταν με τη χρήση κρυπτογράφησης καθώς και η κυκλοφορία του, με βασικό χαρακτηριστικό την έλλειψη μίας κεντρικής αρχής.
Το 2008, δέκα χρόνια δηλαδή μετά την πρώτη δημοσιευμένη αναφορά στο νέο κρυπτονόμισμα, γίνεται μία καινούργια δημοσίευση στην ίδια ομάδα με το ψευδώνυμο Satoshi Nakamoto η οποία περιείχε πλέον τις προδιαγραφές του νομίσματος Bitcoin. Λίγο αργότερα δημοσιεύονται οι προδιαγραφές αυτές σε white paper (Satoshi Nakamoto, 2008). Ένα χρόνο περίπου μετά το Bitcoin μπαίνει σε εφαρμογή, και ο Satoshi Nakamoto αποσύρεται από το έργο, στα τέλη του 2010, χωρίς να αποκαλύψει την ταυτότητά του.
Από τότε μέχρι σήμερα η κοινότητα του bitcoin μεγάλωσε με ρυθμούς γεωμετρικής προόδου, με πολλούς χρήστες να χρησιμοποιούν τη νέα αυτή μορφή χρήματος. Στη συνέχεια δημιουργήθηκαν και άλλες εναλλακτικές μορφές κρυπτονομισμάτων όπως το Ethereum, το Litecoin, το Bitcoin Cash, το Bitcoin Gold, το Ripple, το Stellar, κ.α.
Το βασικό γνώρισμα του ηλεκτρονικού συστήματος του bitcoin και σχεδόν όλων των παρόμοιων κρυπτονομισμάτων, είναι ότι δεν υπάρχει κεντρική αρχή που να ελέγχει τη δημιουργία των νομισμάτων και τη διακίνησή τους. Το πρωτόκολλο πάνω στο οποίο είναι βασισμένο ακολουθεί τους κανόνες των δικτύων peer-to-peer (P2P). Οι κόμβοι οι οποίοι συμμετέχουν στα δίκτυα peer-to-peer, έχουν όλοι ίσα δικαιώματα χωρίς κάποιος χρήστης να έχει οποιαδήποτε εξουσία πάνω στον άλλο.
Το πρωτόκολλο και ο κώδικας του λογισμικού του bitcoin είναι ανοιχτά (open-source) και ελευθέρα, από την αρχή του δικτύου, με κάθε προγραμματιστή να έχει τη δυνατότητα να εφαρμόσει τις δικές του αλλαγές και βελτιώσεις. Οι αλλαγές αυτές πρέπει να γίνουν αποδεκτές από όλους τους χρήστες και εννοείται, ότι πρέπει να ακολουθούν τους βασικούς κανόνες του πρωτοκόλλου, όπως σε όλα τα δίκτυα της μορφής P2P, αλλιώς θα υπήρχαν προβλήματα συμβατότητας. Αυτός ο διακανονισμός επιτρέπει σε κάθε χρήστη να χρησιμοποιεί οποιαδήποτε έγκυρη έκδοση του λογισμικού θέλει αυτός, ανάλογα με τις ανάγκες του, χωρίς να υπάρχει κανένα πρόβλημα με τους άλλους χρήστες.
Το δίκτυο στο παρασκήνιο μοιράζεται ένα δημόσιο λογιστικό βιβλίο (ledger) το οποίο περιέχει κάθε συναλλαγή που έχει διεκπεραιωθεί. Κάθε συναλλαγή προστατεύεται από ψηφιακές υπογραφές και είναι διαθέσιμη σε κάθε χρήστη του δικτύου ώστε να μπορεί να ελέγξει την εγκυρότητα της συναλλαγής.
Τα κεφάλαια του κάθε χρήστη αποθηκεύονται συνηθώς σε ένα ψηφιακό πορτοφόλι (wallet). Το πορτοφόλι αυτό μπορεί να έχει την μορφή απλού λογισμικού που βρίσκεται σε κάποιο σκληρό δίσκο ή σε ένα κινητό ή ακόμα και σε μια ιστοσελίδα (coinbase). Το πορτοφόλι αυτό μπορεί επίσης να είναι κάποια μικρή συσκευή (hardware wallet), δηλαδή ένα USB στικάκι, η οποία προσφέρει offline αποθήκευση των χρημάτων.
Το πρωτόκολλο κρυπτογράφησης που χρησιμοποιείται στο Bitcoin είναι της μορφής της ασύμμετρης κρυπτογράφησης (asymmetric cryptography). Επιγραμματικά αναφέρουμε ότι αυτό το είδος κρυπτογράφησης χρησιμοποιεί ένα σετ κλειδιών που αποτελείται από ένα ιδιωτικό και ένα δημόσιο κλειδί. Το ιδιωτικό κλειδί το κατέχει και το γνωρίζει μόνο ο χρήστης στον οποίο ανήκει, ενώ το δημόσιο είναι γνωστό σε όλους τους χρήστες. Όταν ένας χρήστης θέλει να διεκπεραιώσει μια συναλλαγή, υπογράφει το μήνυμά του με το μοναδικό ιδιωτικό του κλειδί, δηλώνοντας τον παραλήπτη των χρημάτων και το ποσό. Στη συνέχεια, εκπέμπει το μήνυμα του στο δίκτυο το οποίο γίνεται διαθέσιμο και αναγνώσιμο, με τη χρήση του δημοσίου κλειδιού, σε όλους τους χρήστες. Το πλεονέκτημα αυτού του συστήματος είναι ότι κανείς δεν μπορεί να δημιουργήσει ένα πακέτο με την υπογραφή κάποιου άλλου, εφόσον δεν γνωρίζει το ιδιωτικό του κλειδί. Με απλά λόγια «δεν μπορεί να του κλέψει τα χρήματα».
Για να γίνει μια αγοραπωλησία, το σύστημα επιβεβαιώνει αρχικά τις δυο διευθύνσεις των αντισυμβαλλομένων, δηλαδή αγοραστή και πωλητή. Στη συνέχεια διενεργούνται κάποιοι περίπλοκοι μαθηματικοί υπολογισμοί που κατοχυρώνουν την εγκυρότητα της συναλλαγής. Η πράξη (block) μετά μπορεί να καταγραφεί στο αρχείο των συναλλαγών (log) που ονομάζεται blockchain. Η αλυσίδα των μπλοκ (blockchain) αποτελεί το κοινόχρηστο δημόσιο βιβλίο των συναλλαγών (ledger) που προαναφέρθηκε. Τα μπλοκ υπακούν σε αυστηρούς κανόνες κρυπτογράφησης που αποτρέπει οποιοδήποτε χρήστη να επέμβει στην αλυσίδα και να αλλάξει τα δεδομένα σε προηγούμενα μπλοκ και με αυτό το τρόπο να ακυρώσει τις δαπάνες του. Κάθε συναλλαγή γίνεται γνωστή στο δίκτυο αφού περάσει από μία διαδικασία που ονομάζεται εξόρυξη (mining).
Η διαδικασία της εξόρυξης γίνεται μέσα στο δίκτυο από τους bitcoin miners. Αυτοί είναι χρήστες του δικτύου οι οποίοι τρέχουν στον υπολογιστή τους το λογισμικό mining. Κάθε miner αμείβεται για την εργασία του με νέα bitcoins. Όταν πρωτοεμφανίστηκε το bitcoin οι miners ήταν απλοί χρήστες με οικιακούς επεξεργαστές. Όσο όμως το σύστημα εξελισσόταν και μεγάλωνε αυτό δεν ήταν δυνατό λόγω και του γεγονότος ότι το bitcoin από φύση του είναι σχεδιασμένο να δυσκολεύει την διαδικασία. Τώρα πλέον έχουν γίνει και εξακολουθούν να γίνονται επενδύσεις σε υπολογιστές μεγάλης ισχύος οι οποίοι έχουν τη δυνατότητα να διεκπεραιώνουν αυτές τις διαδικασίες.
Με βάση το μοντέλο του bitcoin, το έτος 2140 θα παραχθεί το τελευταίο νόμισμα και ο συνολικός αριθμός διαθέσιμων θα είναι ακριβώς 21 εκατομμύρια. Μετά από αυτό το σημείο δεν θα παραχθούν νέα bitcoin και οι αμοιβές στο δίκτυο θα περιοριστούν, αποκλειστικά και μόνο, στις προμήθειες των συναλλαγών.