Kõigil on saladusi ja mõnel rohkem kui teisel. Kui on vaja neid saladusi ühest punktist teise edastada, on oluline seda teavet edastamise ajal kaitsta. Krüptograafia pakub erinevaid meetodeid loetavate ja loetavate andmete võtmiseks ja nende muutmiseks loetamatuteks andmeteks turvalise edastamise eesmärgil ning seejärel võtme abil, et muuta need sihtkohta jõudes tagasi loetavateks andmeteks.
Arvutitest tuhandeid aastaid eelnenud krüptograafia juured on põhilistes transponeerimisšifrites, mis omistavad igale tähestiku tähele kindla väärtuse. Lihtne näide on määrata igale tähele järk-järgult suurem arv, kus A=1, B=2 ja nii edasi. Näiteks seda valemit kasutades loeks sõna “Selgitatud” pärast krüpteerimist “23 9 19 5 7 5 5 11”. Teise maailmasõja ajal leiutati masinad, mis muutsid šifrid keerulisemaks ja raskemini purustatavaks, ning tänapäeval on arvutid need veelgi tugevamaks muutnud.
Secure Sockets Layer (SSL) on tavaline e-kaubanduses kasutatav krüpteerimisprotokoll. Kui keegi sooritab ostu Interneti kaudu, kasutab kaupmees seda tehnoloogiat, et ostja saaks oma krediitkaarditeavet turvaliselt edastada. Seda protokolli kasutades nõustuvad arvuti ja võrgukaupmehe arvuti looma avaliku Interneti kaudu teatud tüüpi privaatse “tunneli”. Seda protsessi nimetatakse “käepigistus”. Kui URL veebibrauseris algab HTTP asemel tähega https, on tegemist turvalise ühendusega, mis kasutab SSL-i.
Mõned krüptograafiameetodid kasutavad “salajast võtit”, mis võimaldab adressaadil sõnumi dekrüpteerida. Levinuim salajase võtmega krüptosüsteem on Data Encryption Standard (DES) ehk turvalisem Triple-DES, mis krüpteerib andmed kolm korda.
Levinumad on avaliku võtme süsteemi kasutavad süsteemid, näiteks Diffie-Hellmani võtmelepingu protokoll. See süsteem kasutab kahte koos töötavat võtit: avalikku, millele pääseb ligi igaüks, ja privaatset, mida hoiab andmete saaja salajas. Kui inimene soovib saata turvalist sõnumit kellelegi teisele, krüpteerib ta selle sõnumi saaja avaliku võtmega. Pärast krüptimist peab saaja selle dekrüpteerimiseks kasutama oma privaatvõtit.
Krüptograafia eesmärk ulatub kaugemale lihtsalt andmete loetamatuks muutmisest; see laieneb ka kasutaja autentimisele, mis annab adressaadile kindluse, et krüptitud sõnum pärineb usaldusväärsest allikast. Räsifunktsioone kasutatakse mõnikord koos privaatvõtme või avaliku võtme süsteemidega. See on teatud tüüpi ühesuunaline krüptimine, mis rakendab sõnumile algoritmi, nii et sõnumit ennast ei saa taastada. Erinevalt võtmepõhisest krüptograafiast ei ole räsifunktsiooni eesmärk andmete krüpteerimine hilisemaks dekrüpteerimiseks, vaid sõnumi digitaalse sõrmejälje loomine. Räsifunktsiooni rakendamisest tuletatud väärtuse saab vastuvõtvas otsas ümber arvutada, et veenduda, et sõnumit ei ole edastamise ajal rikutud. Seejärel rakendatakse sõnumi dešifreerimiseks võtmepõhist süsteemi.
Selle valdkonna uurimine edeneb pidevalt ja teadlased loovad kiiresti mehhanisme, mida on raskem murda. Seni kõige turvalisem tüüp võib olla kvantkrüptograafia – meetod, mida pole veel täiustatud. Võtme kasutamise asemel tugineb see füüsika põhiseadustele ning footonite liikumisele ja orientatsioonile, et luua ühendus, mis on täiesti turvaline ja purunematu.