Un blockchain – (inițial lanț de blocuri) – este o listă de înregistrări în continuă creștere, numite blocuri, care sunt legate și securizate folosind criptografie. Fiecare bloc conține de obicei un pointer hash ca legătură către un bloc anterior, un timestamp și date despre tranzacții. Prin design, blockchain-urile sunt inerent rezistente la modificarea datelor. Funcțional, un blockchain poate servi ca „un registru deschis, distribuit, care poate înregistra tranzacțiile între două părți în mod eficient și într-un mod verificabil și permanent”. Pentru a fi utilizat ca registru distribuit, un blockchain este de obicei administrat de o rețea peer-to-peer care aderă colectiv la un protocol pentru validarea blocurilor noi. Odată înregistrate, datele dintr-un anumit bloc nu pot fi modificate retroactiv fără modificarea tuturor blocurilor ulterioare și o coluziune a majorității rețelei. Blockchain-urile sunt sigure prin proiectare și sunt un exemplu de sistem de calcul distribuit cu toleranță mare la erori bizantine. Prin urmare, s-a obținut un consens descentralizat cu un blockchain. Acest lucru face ca blockchain-urile să fie potențial adecvate pentru înregistrarea evenimentelor, a înregistrărilor medicale și a altor activități de gestionare a înregistrărilor, cum ar fi gestionarea identității, procesarea tranzacțiilor, documentarea provenienței sau trasabilitatea alimentelor. Primul blockchain distribuit a fost conceptualizat de Satoshi Nakamoto în 2008 și implementat în anul următor ca o componentă de bază a monedei digitale bitcoin, unde servește ca registru public pentru toate tranzacțiile. Invenția blockchain-ului pentru bitcoin a făcut-o prima monedă digitală care a rezolvat problema dublei cheltuieli, fără utilizarea unei autorități de încredere sau a unui server central. Designul bitcoin a fost inspirația pentru alte aplicații.
Un blockchain facilitează tranzacțiile online sigure. Un blockchain este un registru digital descentralizat și distribuit, care este utilizat pentru a înregistra tranzacții pe mai multe computere, astfel încât înregistrarea să nu poată fi modificată retroactiv fără modificarea tuturor blocurilor ulterioare și coluziunea rețelei. Acest lucru permite participanților să verifice și să auditeze tranzacțiile ieftin. Acestea sunt autentificate prin colaborarea în masă alimentată de interesele de sine colective. Rezultatul este un flux de lucru robust în care incertitudinea participanților cu privire la securitatea datelor este marginală. Utilizarea unui blockchain elimină caracteristica reproductibilității infinite dintr-un activ digital. Aceasta confirmă faptul că fiecare unitate de valoare a fost transferată o singură dată, rezolvând problema de lungă durată a cheltuielilor duble. Blockchain-urile au fost descrise ca un protocol de schimb de valori. Acest schimb de valori bazat pe blockchain poate fi finalizat mai rapid, mai sigur și mai ieftin decât cu sistemele tradiționale. Un blockchain poate atribui drepturi de titlu, deoarece oferă o înregistrare care obligă oferta și acceptarea. O bază de date blockchain constă din două tipuri de înregistrări: tranzacții și blocuri. Blocurile conțin loturi de tranzacții valide care sunt codificate și codate într-un arbore Merkle. Fiecare bloc include hash-ul blocului anterior din blockchain, care leagă cele două. Variante ale acestui format au fost utilizate anterior, de exemplu în Git. Formatul nu este în sine suficient pentru a se califica ca blockchain. Blocurile legate formează un lanț. Acest proces iterativ confirmă integritatea blocului anterior, până la blocul original de geneză. Unele blockchains creează un bloc nou la fel de frecvent ca la fiecare cinci secunde. Pe măsură ce blockchain-urile îmbătrânesc, se spune că, se dezvolta în înălțime.
Uneori, blocuri separate pot fi produse simultan, creând o furcă temporară. În plus față de un istoric securizat bazat pe hash, orice blockchain are un algoritm specificat pentru marcarea diferitelor versiuni ale istoriei, astfel încât una cu o valoare mai mare să poată fi selectată peste altele. Blocurile care nu sunt selectate pentru a fi incluse în lanț se numesc blocuri orfane. Colegii care susțin baza de date nu au în permanență exact aceeași versiune a istoriei. În schimb, păstrează cea mai înaltă versiune a bazei de date pe care o cunosc în prezent. Ori de câte ori un partener primește o versiune cu punctaje mai mari (de obicei, versiunea veche cu un singur bloc nou adăugat) extinde sau suprascrie propria bază de date și retransmite îmbunătățirea către colegii lor. Nu există niciodată o garanție absolută că o anumită intrare va rămâne în cea mai bună versiune a istoriei pentru totdeauna. Deoarece blockchain-urile sunt de obicei construite pentru a adăuga scorul blocurilor noi pe blocurile vechi și pentru că există stimulente pentru a lucra doar la extinderea cu blocuri noi, mai degrabă decât la suprascrierea blocurilor vechi, probabilitatea ca o intrare să fie înlocuită scade exponențial pe măsură ce sunt construite mai multe blocuri pe partea de sus a acestuia, devenind în cele din urmă foarte scăzut. De exemplu, într-un blockchain care utilizează sistemul de dovadă a muncii, lanțul cu cea mai cumulată dovadă a muncii este considerat întotdeauna cel valid de către rețea. Există o serie de metode care pot fi utilizate pentru a demonstra un nivel suficient de calcul. În cadrul unui blockchain, calculul se efectuează redundant, mai degrabă decât în mod tradițional separat și paralel.