بلاک چین در قالب برنامه ای نرم افزای و برپایه یک پروتکل هوشمندانه پیاده سازی می شود. در حقیقت آنچه بلاک چین را از فناوری های قبلی متمایز می کند همین پروتکل بلاک چین است. منظور از پروتکل در این تعریف، مجموعه ای مشخص و مشترکی از قواعد و دستورالعمل هاست که هر یک از رایانه ها یا گره ها در یک شبکه برای ارتباط با یکدیگر و اجرای عملیات بکار می برند.
قواعد اصلی تشکیل دهنده پروتکل بلاک چین را می توان شامل قواعد انتشار تراکنش‌ها و اطلاعات، تشکیل بلوک، صحه‌گذاری و اجماع دانست.
در زنجیره بلوک، هر بلوک بر روی آخرین بلوک ساخته می‌شود و محتوای بلوک قبلی (یا امضای آن) را به اضافه یک مقدار موقت[۱] به کار می‌برد. ساختن یک بلوک و افزودن آن به زنجیره بلوک فعالیتی است که گره[۲]های کاوش‌گر[۳] در شبکه انجام می‌دهند. در زنجیره بلوک‌های عمومی این امر به لحاظ محاسباتی سخت است تا از نفوذ به سیستم جلوگیری شود.
کاوش‌گران تلاش می‌کنند مقدار موقتی را پیدا کنند که اگر با محتوای بلوک و نشان‌گر[۴] آخرین بلوک ترکیب شود آنگاه نشانگری را خلق کند که کمتر (یا بیشتر) از مقداری خاص باشد که بر اساس میزان سختی مورد انتظار تعیین می‌شود. لذا افزودن یک بلوک زمان بر است و نیاز به قدرت محاسباتی بالایی دارد و کسی که این کار را انجام دهد جایزه یا دستمزدی می‌گیرد. (حدود ۱۲.۵ در بیت کوین یا ۵ در اتریوم)
زنجیره بلوک‌های خصوصی ممکن است روش‌های متفاوتی برای افزودن بلوک داشته باشند چرا که می‌توانند به کاوش‌گران از طرق دیگری نظیر قرارداد اعتماد کنند.
[۱] Nonce
[۲] Node
[۳] Miner
[۴] Sign, Signature