Una Blockchain (o catena a blocchi) è un metodo per memorizzare un elenco di voci, che non può essere modificato facilmente dopo la loro creazione. Questo vale anche per la lista. Ciò avviene utilizzando diversi concetti della crittografia, tra cui le firme digitali e le funzioni di hash. In termini molto semplici, una catena di blocchi combina le due idee seguenti:

  1. Dati alcuni dati, è facile calcolare una somma di controllo sui dati. Per calcolare tale somma di controllo possono essere progettate speciali funzioni di hash. Queste funzioni possono essere progettate per restituire un valore che ha sempre la stessa lunghezza, che non dipende dalla lunghezza dell'ingresso. Questo valore è chiamato valore di hash, o message digest. Le funzioni hanno anche un'altra proprietà: Dato lo stesso ingresso, devono restituire la stessa uscita (hash value/message digest).
  2. Oltre ai valori di hash, un blocco contiene tipicamente anche un timestamp e un certo carico utile. Ogni blocco utilizza una firma digitale, che permette di rilevare qualsiasi modifica dei dati da quando la firma è stata apposta. Quando vengono creati nuovi blocchi di dati, il blocco appena creato conterrà anche il valore di hash del blocco precedente.

Nella maggior parte dei casi, una blockchain è gestita da una rete peer-to-peer. Tutti i peer utilizzano un protocollo comune che specifica come devono comunicare tra loro, come viene creato e convalidato un nuovo blocco. Una volta registrati, i dati di un dato blocco non possono più essere modificati facilmente. Cambiare il blocco significa che anche tutti i blocchi dopo di esso devono essere cambiati. A seconda del protocollo, questo richiederà l'accordo della maggioranza dei peer, o addirittura di tutti i peer.

Le catene a blocco sono sicure per progettazione. La tecnologia Blockchain è utilizzata laddove è importante mantenere una registrazione corretta. I casi d'uso includono le cartelle cliniche, la gestione dell'identità, la tracciabilità degli alimenti e il voto.

Blockchain è stato inventato da Stuart Haber e Scott Stornetta nel 1991 come mezzo per assicurare l'integrità dei dischi digitali. Haber e Stornetta hanno lanciato il primo blockchain commerciale al mondo; Surety nel 1995.

Nel 2008, Satoshi Nakamoto ha incluso come referenze 3 e 4 di Bitcoin: A Peer to Peer Electronic Cash System, i due documenti di Haber e Stornetta per fungere da libro mastro delle transazioni pubbliche del bitcoin di criptovaluta. A causa della sua catena di blocco, il bitcoin è diventato la prima moneta digitale a risolvere il problema del doppio dispendio senza la necessità di un'autorità di fiducia o di un server centrale. Il design del bitcoin ha ispirato altre applicazioni.