比特币依靠双重SHA-256哈希运算结合工作量证明机制计算生成，整个发行过程也就是市场常说的挖矿，不存在中心化机构铸造货币，新比特币只会在矿工成功算出合法区块之后，通过区块奖励形式产生。很多新手容易产生误区，认为计算直接“算出比特币”，实际算力运算的目标是求解区块合法性条件，比特币只是网络给予成功解题矿工的激励，计算本身无法直接凭空生成代币。整套计算体系建立在比特币协议规则之上，所有运算逻辑公开透明，全网节点均可独立校验结果真伪。
矿工开展计算的原始输入是长度固定80字节的区块头，区块头包含上一个区块哈希值、交易集合生成的默克尔根、时间戳、网络难度参数以及随机数Nonce六大核心字段。矿工持续修改Nonce数值，反复对完整区块头执行SHA-256运算，并且对初次运算结果再次执行一轮SHA-256，也就是行业所说的SHA256d双重哈希。哈希算法具备单向不可逆特征，输入数据微小改动就会产出完全不同的哈希字符串，不存在任何计算公式可以直接推导出符合标准的结果，矿工只能依靠硬件不断穷举尝试，这也是挖矿高度消耗算力的根本原因。
运算存在明确判定标准，双重哈希得出的256位结果必须小于全网统一的难度目标值，才能认定区块有效。网络会维持平均10分钟出一个区块的节奏，每挖出2016个区块后自动重新调整难度目标。当全网算力上涨，找到合法哈希的速度变快，系统会收紧目标条件，要求哈希值拥有更多前置零；全网算力下降则放宽条件，以此长期稳定出块周期。早期CPU、显卡可以完成运算，随着难度持续走高，现在市场主流使用ASIC矿机并行执行海量哈希计算，普通电子设备已经很难竞争获得记账资格。
当某位矿工率先算出满足条件的哈希数值，就会将完整区块向整个比特币P2P网络广播，全网节点快速验证工作量证明有效性、区块内交易合法性，确认无误后该区块正式被添加进区块链末端。矿工在区块第一笔交易中写入区块奖励，新比特币就此进入流通市场。区块奖励遵循减半规则，创世区块诞生时单个区块奖励50枚比特币，每产出21万个区块奖励减半，长期推演下全部2100万枚比特币将在本世纪中后期全部发行完毕，后续矿工收益将完全依靠用户转账手续费。
需要区分清楚，哈希计算负责保障区块链账本不可篡改、实现分布式节点共识，比特币只是这套共识机制附带的发行产物。计算过程不会创造价值，只是协议设定的货币分发规则，任何算力投入都无法保证一定可以挖到区块。同时所有计算规则固化在比特币底层代码当中，无法随意篡改，只要运行比特币客户端，就能完整复现整套哈希校验逻辑，这也是比特币总量恒定、发行规则可公开核验的技术基础。
