Eine Transaktion mit Bitcoins besteht aus mehreren Tauschvorgängen zwischen Absender und Adressat. Dies ist notwendig, denn Bitcoins sollen absolut fälschungssicher sein. Aber was genau darf sich der Nutzer nun unter einem Bitcoin vorstellen? In erster Linie besteht ein Bitcoin aus digitalen Signaturen. Was man in seinem digitalen Geldbeutel, der wallet.dat, abspeichert, ist demnach mehr Schlüsselbund als Geldbeutel.
Bei einer Transaktion werden zwei Schlüssel berechnet, ein öffentlicher zum codieren und ein privater zum decodieren. Durch den Austausch dieser Schlüssel verifizieren sich Absender und Empfänger gegenseitig. Im Gegensatz zu herkömmlichen Zahlungsmethoden im Internet können beim Bitcoin nicht im Hintergrund irgendwelche Kontodaten oder Geheimnummern abgefragt werden. Sämtliche Verschlüsselungen im Bitcoin-Netzwerk werden nach dem SHA-256-Standard vorgenommen. Die einzelnen Prüfwerte kommen damit auf eine beachtliche Länge von 2^256 Bit. Diese Prüfwerte beschleunigen den Vorgang zwischen den einzelnen Nutzern erheblich, da diese dadurch keinerlei komplizierten Rechnungen während einer Transaktion mehr vornehmen müssen.
Um sicher zu stellen, dass ein Bitcoin nicht zweimal ausgegeben werden kann, bringt eine solche digitale Münze gleich ihre ganze Lebensgeschichte mit. Diese ist in einem sogenannten Hash-Wert gespeichert, und dieser wird praktisch durch das gesamte Bitcoin-Netzwerk bei Transaktionen auf seine Gültigkeit hin überprüft und beglaubigt. Gespeichert werden sämtliche Transaktionen in Blöcken, deren Prüfwerte beim Bitcoin Mining berechnet werden. Nutzern wird durch dieses Verfahren gewährleistet, dass es bei Bitcoins niemals so etwas wie Falschgeld geben wird.
Kritiker monieren gerne, dass dadurch die Anonymität, mit der Bitcoin gerne beworben wird, verloren ginge. Das ist nur bedingt richtig, denn einerseits werden zwar alle Transaktionen aufgezeichnet und gespeichert, aber andererseits können diese Daten nicht direkt mit dem jeweiligen Nutzer in Verbindung gebracht werden. Öffentlich einsehbar ist nur die Tatsache, dass eine Transaktion von A nach B stattgefunden hat, nicht aber, welche Personen sich dahinter verbergen.