Bitcoin verwendet eine P2P (Peer-to-Peer) Netzwerkarchitektur, die auf dem Internet basiert, was bedeutet, dass jeder Computer im selben Netzwerk gleichberechtigt ist und jeder Knoten gemeinsam Netzwerkdienste bereitstellt, ohne irgendwelche "besonderen" Knoten. Jeder Netzwerkknoten ist in einer "flachen" Topologie mit den anderen verbunden. In einem P2P-Netzwerk gibt es keinen Server, keinen zentralisierten Dienst und keine Hierarchie: Jeder Knoten stellt der Außenwelt Dienste zur Verfügung und nutzt gleichzeitig die von anderen Knoten im Netzwerk bereitgestellten Dienste; P2P-Netzwerke sind daher zuverlässig, dezentralisiert und offen. Das frühe Internet ist ein typischer Anwendungsfall der P2P-Netzwerkarchitektur: Die Knoten im IP-Netz sind völlig gleichberechtigt. Die heutige Internetarchitektur hat eine hierarchische Struktur, aber das IP-Protokoll behält eine flache Topologie bei. Außerhalb von Bitcoin ist die größte und erfolgreichste Anwendung der P2P-Technologie der Bereich der Dateifreigabe: Napster war ein Pionier in diesem Bereich, und BitTorrent ist die jüngste Entwicklung dieser Architektur.
Die von Bitcoin verwendete P2P-Netzwerkarchitektur ist mehr als nur eine Wahl der Topologie. Bitcoin wurde als Peer-to-Peer-Digitalgeldsystem konzipiert, und seine Netzwerkarchitektur ist sowohl ein Ausdruck als auch ein Eckpfeiler dieses zentralen Merkmals. Dezentrale Kontrolle ist ein zentrales Designprinzip, und sie kann nur erreicht werden, indem ein flaches, dezentrales P2P-Konsensnetzwerk aufrechterhalten wird.
Das "Bitcoin Network" ist eine Sammlung von Knoten, die nach dem Bitcoin-P2P-Protokoll arbeiten. Zusätzlich zum Bitcoin-P2P-Protokoll enthält das Bitcoin-Netzwerk auch andere Protokolle. Zum Beispiel wird das Stratum-Protokoll für das Mining und für leichte oder mobile Bitcoin-Wallets verwendet. Gateway-Routing-Server stellen diese Protokolle bereit, nutzen das Bitcoin-P2P-Protokoll, um auf das Bitcoin-Netzwerk zuzugreifen, und erweitern das Netzwerk auf verschiedene Knoten, die andere Protokolle ausführen. Zum Beispiel verbindet der Stratum-Server alle Stratum-Mining-Knoten über das Stratum-Protokoll mit dem Haupt-Bitcoin-Netzwerk und überbrückt das Stratum-Protokoll mit dem Bitcoin-P2P-Protokoll. Wir verwenden den Begriff "erweitertes bitcoin network", um die gesamte Netzwerkstruktur zu bezeichnen, die das Bitcoin-P2P-Protokoll, das Mining-Pool-Mining-Protokoll, das Stratum-Protokoll und andere Protokolle enthält, die mit der Verbindung von Bitcoin-Systemkomponenten zusammenhängen.