Valabilitatea monedelor fiecărei criptomonede este asigurată de un blockchain. Un blockchain este o listă în continuă creștere de înregistrări, numite blocuri, care sunt conectate și securizate folosind criptografie.[60][62] Fiecare bloc conține de obicei un indicator hash ca link către un bloc anterior,[62] un stamp de timp și date despre tranzacție.[63] Prin proiectare, blockchain-urile sunt în mod inerent rezistente la modificarea datelor. Este „un registru deschis, distribuit care poate înregistra tranzacțiile dintre două părți în mod eficient și într-un mod verificabil și permanent”.[64] Pentru utilizare ca registru distribuit, un blockchain este de obicei gestionat de o rețea peer-to-peer care aderă colectiv la un protocol pentru validarea noilor blocuri. Odată înregistrate, datele din orice bloc dat nu pot fi modificate retroactiv fără modificarea tuturor blocurilor ulterioare, ceea ce necesită coluziunea majorității rețelei.
Blockchain-urile sunt securizate prin proiectare și sunt un exemplu de sistem de calcul distribuit cu o toleranță bizantină ridicată la erori. Prin urmare, a fost obținut un consens descentralizat cu ajutorul unui blockchain.[65]