Existen colisiones de clave privada a dirección Bitcoin con total certeza. "Solo" existen 2160 direcciones Bitcoin pero existen cerca de 2256 claves privadas. Así que existen aproximadamente 296 claves privadas diferentes que pueden acceder a una misma dirección de Bitcoin. Esto puede parecer alarmante, pero en la práctica es casi imposible que te encuentres con un caso de estos en la realidad.
El número 2160 es inmenso. Cuesta entenderlo. El número de todos los granos de arena en las playas y desiertos de La Tierra es de solo 263. Si elevas es número al cuadrado, entonces tenemos 2126, que es aún muy inferior al número total de direcciones Bitcoin (2160).
Elevar al cuadrado el número de granos de arena es como decir que seleccionas aleatoriamente uno de los granos de arena, y por cada uno de esos granos de arena se te abre una nueva Tierra idéntica con todos sus granos de arena. Visualízalo: seleccionas un grano de arena y para ese grano de arena, otra Tierra nueva de donde tienes que elegir otro grano de arena, y aun así te quedas muy por debajo del número de posibles combinaciones.
En términos prácticos las colisiones se producen por no haber elegido una clave privada realmente aleatoria, ya sea por utilizar un "brainwallet" débil o por un error de programación en el software del monedero.