비트코인은 인터넷을 기반으로 한 P2P (peer-to-peer) 네트워크 아키텍처를 사용하며, 이는 동일한 네트워크에 있는 모든 컴퓨터가 P2P이며 각 노드가 "특별한" 노드 없이 함께 네트워크 서비스를 제공한다는 것을 의미합니다. 각 네트워크 노드는 "평평한" 토폴로지에서 서로 연결되어 있습니다. P2P 네트워크에는 서버, 중앙 서비스 또는 계층 구조가 없습니다: 각 노드는 다른 노드가 제공하는 서비스를 사용하면서 외부 세계에 서비스를 제공합니다. 따라서 P2P 네트워크는 신뢰할 수 있고, 분산되어 있으며, 개방적입니다. 초기 인터넷은 P2P 네트워크 아키텍처의 전형적인 사용 사례입니다: IP 네트워크의 노드는 완전히 동등합니다. 오늘날의 인터넷 아키텍처는 계층 구조를 가지고 있지만, IP 프로토콜은 평평한 토폴로지를 유지합니다. 비트코인 외에 P2P 기술의 가장 크고 성공적인 응용 분야는 파일 공유 분야입니다: Napster는 이 분야의 선구자이며, BitTorrent는 그 아키텍처의 최신 진화입니다.
비트코인이 사용하는 P2P 네트워크 아키텍처는 단순히 토폴로지 선택 이상의 의미를 가지고 있습니다. 비트코인은 P2P 디지털 현금 시스템으로 설계되었으며, 그 네트워크 아키텍처는 이러한 핵심 특성의 반영이자 기반입니다. 분산된 통제는 핵심 설계 원칙이며, 이는 평평하고 분산된 P2P 합의 네트워크를 유지함으로써만 달성할 수 있습니다.
"비트코인 네트워크"는 비트코인 P2P 프로토콜에 따라 작동하는 노드들의 모음입니다. 비트코인 P2P 프로토콜 외에도 비트코인 네트워크에는 다른 프로토콜도 포함되어 있습니다. 예를 들어, 채굴을 위해 Stratum 프로토콜이 사용되며, 가벼운 또는 모바일 비트코인 지갑에 사용됩니다. 게이트웨이 라우팅 서버는 이러한 프로토콜을 제공하고, 비트코인 P2P 프로토콜을 사용하여 비트코인 네트워크에 액세스하며, 다른 프로토콜을 실행하는 다양한 노드로 네트워크를 확장합니다. 예를 들어, Stratum 서버는 Stratum 채굴 노드를 Stratum 프로토콜을 통해 주요 비트코인 네트워크에 연결하고, Stratum 프로토콜을 비트코인 P2P 프로토콜로 연결합니다. 우리는 "확장된 비트코인 네트워크"라는 용어를 사용하여 비트코인 P2P 프로토콜, 채굴 풀 채굴 프로토콜, Stratum 프로토콜 및 비트코인 시스템 구성 요소를 연결하는 다른 프로토콜을 포함하는 전체 네트워크 구조를 가리킵니다.