加密货币依靠哈希函数、椭圆曲线非对称加密、数字签名三类核心密码学原理协同运行，以此在去中心化网络中实现资产确权、交易验证与数据不可篡改，整套体系依靠数学难题保障安全性，不需要第三方机构作为信任中介。
哈希函数是加密货币最基础的密码学组件，主流币种分别选用SHA-256、Keccak等算法，它可以把任意长度的数据转换成一串固定长度字符。哈希具备单向不可逆、雪崩效应、抗碰撞等特征，原始数据微小改动，最终哈希结果会完全不同。这项技术主要用来生成交易标识、构建默克尔树压缩区块交易信息，同时每个区块记录上一个区块的哈希值，一旦有人篡改历史交易，整条哈希链条就会断裂，这也是区块链难以篡改的根本原因。
椭圆曲线非对称加密构成用户资产的所有权体系，比特币、以太坊普遍使用secp256k1椭圆曲线算法，能够生成一对相互关联的私钥与公钥。私钥是一串随机数字，必须由用户妥善保管，公钥可以对外公开，依靠数学规则能够通过私钥推导出公钥，但不存在可行方式由公钥反向算出私钥。公钥经过二次哈希运算之后，最终生成大家日常使用的钱包地址，地址可以公开接收资产，却无法凭借地址逆向获取私钥。
数字签名机制依托前面两类技术实现交易确权，用户发起转账时，先用私钥对交易信息的哈希摘要完成签名，之后将交易内容、数字签名、公钥一同广播至全网。网络中的所有节点能够利用公开的公钥校验签名真伪，只有私钥持有者才能生成合法签名，交易信息一旦被修改，签名校验就会直接失败。这套机制保证交易不可伪造、不可抵赖，只有私钥掌控者才有资格转移对应地址内的加密资产。除此之外，部分隐私币种还会叠加零知识证明密码学方案，在验证交易合规性的同时隐藏交易地址与金额信息。
