ظهور پول دیجیتال رابطه نزدیکی با توسعه رمزنگاری دارد. تعجب برانگیز نیست که چه چالش بنیادینی برای استفاده از بیت‌ها جهت نمایش ارزش و داد و ستد کالاها و خدمات وجود دارد.
سه سوال پایه‌ای که همگان جهت پذیرفتن پول دیجیتال می‌پرسند عبارت است از:
۱. آیا این پول معتبر است و جعلی نمی‌باشد؟
۲. آیا می‌توان اطمینان داشت که پول دیجیتال قبلا توسط شخص دیگری مصرف نشده است (مشکل خرج دوباره duble-spend)؟
۳. آیا می‌توان اطمینان داشت که شخص دیگری ادعا کند که پول متعلق به اوست نه من؟
ناشران پول کاغذی همواره با مشکل جعل اسکناس دست در گریبان بوده‌اند و در این مسیر با استفاده از روشهای پیچیده چاپ اسکناس سعی در مبارزه با این معضل دارند. پول فیزیکی مشکل خرج دوباره را به آسانی حل می کند چرا که اسکناس چاپ شده در یک زمان در دو مکان مختلف نمی‌تواند باشد.
پولهای رایج برخی اوقات بصورت دیجیتالی ذخیره و منتقل می‌گردند. در این حالت، مشکل تقلب و خرج دوباره تراکنشهای دیجیتال بوسیله تسویه یا کلرینگ توسط مقامات مرکزی که دید کلی از میزان ارز در گردش دارند کنترل می‌گردد. برای پول دیجیتال که امکان استفاده از جوهر سری یا نوار هولوگرافی وجود ندارد، رمزنگاری می تواند فراهم کننده اعتماد به مشروعیت ادعای کاربر برای ارزش باشد.
امضاء دیجیتال کاربر را قادر می‌سازد تا دارایی دیجیتال و یا تراکنشی که مالکیت شخص را نشان میدهد را امضاء نمایند. بوسیله معماری مناسب، امضاء دیجیتال همچنین می‌تواند راه‌حلی مناسب جهت رفع مشکل خرج دوباره باشد.
در اواخر دهه ۸۰ میلادی زمانی که رمزنگاری بطور گسترده در دسترس عموم قرار گرفت، بسیاری از محققین سعی نمودند با استفاده از رمزنگاری ارزهای دیجیتال بسازند. پروژهای ارزهای دیجیتال اولیه معمولا توسط پول ملی یا توسط فلز گرانبهای طلا حمایت می‌شدند.
با وجود کارکرد اولیه ارزهای دیجیتال ولی بدلیل متمرکز بودن به راحتی توسط هکرها و دولتها مورد سوءاستفاده و آسیب قرار می‌گرفتند. همانند سیستم سنتی بانکی، ارزهای دیجیتال اولیه نیز جهت تسویه تراکنشها نیازمند موسسات تسویه حسابهای بین بانکی(clearinghouse) با همان مدت زمان جهت تسویه نیازمند بودند.
متاسفانه، در اکثر اوقات ارزهای دیجیتال در حال رشد توسط دولتهای نگران هدف قرار گرفته و نهایتا از هستی ساقط می‌شدند. بعضی از این ارزها نیز بعلت منحل شدن کمپانی مادر سقوط می‌کردند. برای قوی بودن در مقابل مداخله مخالفان چه اینکه این مخالفان کاملا قانونی باشند مانند دولتها یا غیر قانونی مانند عناصر جنایتکار، نیاز به ارزهای دیجیتال غیر متمرکز جهت جلوگیری از اتکاء به یک نقطه، احساس می‌شد. بیتکوین نمونه‌ای است، با طراحی غیر متمرکز و عدم دخالت قدرت مرکزی که توسط آن مختل یا به فساد کشیده شود.
بیتکوین حاصل دهه‌ها تلاش و تحقیق در خصوص علم رمزنگاری و سیستم غیر متمرکز می‌باشد که ماحاصل آن تجمیع قدرتمند چهار نوع‌آوری در کنار هم می‌باشد.
- شبکه نظیر-به-نظیر غیر متمرکز(پروتکل بیت کوین)
- دفتر کل عمومی (بلاک چین)
- غیر متمرکز بودن و انتشار قطعی ارز (استخراج غیر متمرکز)
- سیستم تایید غیر متمرکز تراکنش (اسکریپت تراکنش)
