所有貨幣都需要通過某種方式控制供給，並需要實施各種安全屬性以防止欺騙行為發生。就法定貨幣而言，中央銀行這樣的機構控制貨幣供給，並在實體貨幣上加上防偽標識，這些安全屬性提升了攻擊貨幣的門檻和難度，但並非不可能偽造。最終，執法部門仍需要介入，以防止貨幣系統規則受到破壞。
加密數字貨幣也必須採取安全措施，以防禦破壞系統狀態的行為，同時加密數字貨幣還需要防止「混淆」，即對不同的人說出相互矛盾的話。例如，如果愛麗絲（Alice）讓鮑勃（Bob）確信她向他支付了一個數字幣，她就不能再說服卡羅爾（Carol），也給她支付同一個數字幣。加密數字貨幣與法定貨幣的不同在於，其安全規則需要完全通過技術手段實現，而非依賴於中央機構。
顧名思義，加密貨幣著力採用密碼技術。密碼學提供一個將加密貨幣體系規則編碼到系統本身的機制，我們不但可以利用密碼學防止對系統的干擾，並且能夠避免混淆，也能用其將新貨幣單位創造規則編碼到數學協議中。為了能夠深刻理解加密數字貨幣系統，我們需要首先探究該系統所依賴的密碼學基礎。
密碼學是一個高深的學術領域，用到了很多不被大眾所知的數學理論，並且其理論也比較複雜。幸運的是，比特幣只運用到了密碼學中少量相對較為淺顯的一些理論。在本章中，我們會特別討論一下密碼學中的哈希算法（Hash）和數字簽名（digital signature）技術，這兩個基本概念對構建一個加密數字貨幣系統非常關鍵。在後面的章節中，我們會介紹一些更複雜的密碼學理論，例如零知識驗證（zero-knowledge proof）, 這個概念被應用到了對比特幣網絡的拓展和改進之中。
在學習了必要的密碼學基礎之後，我們將討論如何用這些密碼學基礎構建一個加密數字貨幣系統。在本章末尾，我們會列舉一些簡單的加密貨幣案例，來闡明我們在設計中遇到的挑戰。