Sztukę kryptografii lub komunikacji za pomocą kodu można podzielić na trzy szerokie kategorie: kryptografia klucza publicznego, czyli kod, który używa jednego klucza do szyfrowania i oddzielnego klucza do deszyfrowania; funkcje skrótu, które opierają się na matematycznych konwersjach, aby trwale zaszyfrować informacje; oraz kryptografii tajnego klucza, czyli kodu, który wykorzystuje ten sam klucz zarówno do szyfrowania, jak i deszyfrowania przesyłanych danych. Ostatnia kategoria wywodzi swoją nazwę od faktu, że zarówno nadawca, jak i odbiorca muszą zachować swój klucz w tajemnicy, aby zapobiec pomyślnemu przechwyceniu wiadomości przez osoby trzecie.
Kryptografię klucza tajnego, znaną również jako szyfrowanie symetryczne, można podzielić na dwa główne typy, w zależności od zastosowanego schematu kodowania. Na przykład szyfry strumieniowe pozwalają nadawcy i odbiorcy stale aktualizować i zmieniać tajny klucz; z drugiej strony szyfry blokowe konsekwentnie kodują jeden blok danych na raz. Co więcej, samosynchronizujące się szyfry strumieniowe zasilają poprzednią ilość danych, w przeciwieństwie do synchronicznych szyfrów strumieniowych, które działają na podstawie klucza niezależnego od objętości i postępu wiadomości.
Istnieją cztery główne tryby działania szyfru blokowego kryptografii z kluczem tajnym. Tryb elektronicznej książki kodowej (EBC) odpowiada podstawowemu poziomowi szyfrowania; Cipher Block Chaining (CBC) włącza warstwę sprzężenia zwrotnego nadawcy-odbiorcy do równania EBC; Cipher Feedback (CFB) umożliwia szyfrowanie danych na znacznie mniejszym poziomie znaków; oraz Output Feedback (OFB) wykorzystuje jeszcze bardziej złożony, niezależny algorytm kodowania, aby zapobiec kodowaniu dwóch bloków danych w ten sam, identyczny sposób.
Podsumowując, kryptografia tajnego klucza jest rajem dla matematyków, który może być bardziej złożony zarówno przez zawiłości rządzącego algorytmu, jak i częstotliwość, z jaką ten algorytm lub klucz jest zmieniany. Jedną z codziennych aplikacji, która wykorzystuje kryptografię tajnego klucza, jest ciągła transmisja treści płatnej telewizji do abonenta telewizji kablowej lub satelitarnej. Wraz ze wzrostem piractwa tych sygnałów, rosną również wysiłki firm kablowych i satelitarnych, aby stale aktualizować i pobierać nowe klucze deszyfrowania do kart inteligentnych w każdym odbiorniku.
Złożona forma kryptografii tajnego klucza została wykorzystana do ochrony linii telefonicznej z czasów zimnej wojny, która bezpośrednio łączyła Biały Dom z Kremlem. Znany jako One-Time Pad (OTP), wygenerował bardzo duży zestaw liczb losowych, które mogą być użyte tylko raz jako klucz dekodujący. Mówi się, że ten rodzaj szyfrowania jest niemożliwy do złamania, jeśli jest właściwie używany.