Konsten att kryptografi, eller att kommunicera i kod, kan delas in i tre breda kategorier: publik nyckelkryptering, som är en kod som använder en nyckel för kryptering och en separat nyckel för dekryptering; hashfunktioner, som är beroende av matematiska omvandlingar för att permanent kryptera informationen; och hemlig nyckelkryptering, vilket är en kod som använder samma nyckel för både kryptering och dekryptering av överförda data. Den sista kategorin har fått sitt namn från det faktum att både avsändaren och mottagaren måste hålla sin nyckel hemlig för att förhindra att meddelanden lyckas avlyssnas av en tredje part.
Hemlig nyckelkryptering, även känd som symmetrisk kryptering, kan delas upp i två huvudtyper, baserat på vilken typ av kodningsschema som används. Streamchiffer, till exempel, tillåter avsändaren och mottagaren att ständigt uppdatera och ändra den hemliga nyckeln; blockchiffer kodar å andra sidan konsekvent ett datablock åt gången. Dessutom matar självsynkroniserande strömchiffer från den tidigare datavolymen, till skillnad från synkrona strömchiffer, som fungerar på en nyckel som är oberoende av volymen och förloppet av meddelandet.
Det finns fyra huvudlägen för operation av krypteringsblock med hemlig nyckel. Electronic Codebook Mode (ECB) motsvarar den basala krypteringsnivån; Cipher Block Chaining (CBC) inkorporerar ett återkopplingsskikt för sändare-mottagare i ECB:s ekvation; Cipher Feedback (CFB) gör att data kan krypteras på en mycket mindre teckennivå; och Output Feedback (OFB) använder en ännu mer komplex, oberoende kodningsalgoritm för att förhindra att två datablock kodas på samma, identiska sätt.
Allt som allt är hemlig nyckelkryptografi ett paradis för matematiker, som kan göras mer komplext av både den styrande algoritmens krångligheter och frekvensen med vilken den algoritmen, eller nyckeln, ändras. En vardaglig applikation som använder hemlig nyckelkryptering är den pågående överföringen av betaltv-innehåll till en kabel- eller satellitabonnent. I takt med att piratkopieringen av dessa signaler har ökat, har även kabel- och satellitföretagens ansträngningar ökat för att ständigt uppdatera och ladda ner nya avkodningsnycklar till smartkorten inuti varje mottagare.
En komplex form av hemlig nyckelkryptografi användes för att skydda den kalla krigets telefonlinje som direkt länkade Vita huset och Kreml. Känd som en One-Time Pad (OTP), genererade den en mycket stor uppsättning slumptal som bara skulle användas en gång som avkodningsnyckel. Denna typ av kryptering sägs vara omöjlig att bryta när den används på rätt sätt.