Die Gültigkeit der Coins jeder Kryptowährung wird durch eine Blockchain sichergestellt. Eine Blockchain ist eine kontinuierlich wachsende Liste von Datensätzen, sogenannten Blöcken, die mithilfe von Kryptografie verknüpft und gesichert sind.[60][62] Jeder Block enthält normalerweise einen Hash-Zeiger als Link zu einem vorherigen Block,[62] einen Zeitstempel und Transaktionsdaten.[63] Blockchains sind von Natur aus resistent gegen Datenänderungen. Sie sind „ein offenes, verteiltes Hauptbuch, das Transaktionen zwischen zwei Parteien effizient, überprüfbar und dauerhaft aufzeichnen kann“.[64] Für die Verwendung als verteiltes Hauptbuch wird eine Blockchain normalerweise von einem Peer-to-Peer-Netzwerk verwaltet, das sich kollektiv an ein Protokoll zur Validierung neuer Blöcke hält. Einmal aufgezeichnet, können die Daten in einem bestimmten Block nicht nachträglich geändert werden, ohne dass alle nachfolgenden Blöcke geändert werden, was die Zustimmung der Netzwerkmehrheit erfordert.
Blockchains sind von Grund auf sicher und ein Beispiel für ein verteiltes Computersystem mit hoher byzantinischer Fehlertoleranz. Mit einer Blockchain wurde daher ein dezentraler Konsens erreicht.[65]