密码学最初是为保密的目的而设置的。通信双方通过一个不安全的信道通信,若A是一个窃听者,要求其不能解密所截取的信息。例如,这个传输信道可以是电话线或计算机网。B想送给C的消息称为明文,现实世界中的信息可以是任何形式,如文本、声音、视频等,明文常常是指这些信息编码后的数字序列。B用预先指定的密钥加密明文,得到相应的密文,并通过信道发送给C。A通过搭线窃听到密文,却无法确定明文是什么。但接收者C因知道解密密钥,可以解密密文并重构明文。对消息加密用的算法称为加密算法，对密文解密用到的算法称为解密算法。加密算法和解密算法是由密钥的控制的,分别称为加密密钥和解密密钥。
加密变换与解密变换可以统称密码变换。密码变换一般是复杂的非线性变换。
一个密码系统可以用一个五元组S={M,C,K,E,D}来描述。
①明文空间M:全体明文的集合
②密文空间C:全体密文的集合
③密钥空间K:全体密钥的集合,通常每个密钥k都由加密密钥k,和解密密钥k组成。
④加密算法E:由加密密钥控制的加密变换的集合。
⑤解密算法D:由解密密钥控制的解密变换的集合
以上描述说明:如果一个明文m是用E加密的,且得到相应的密文c随后只要用D解密,就可获得起初的明文m,也就是说,E和D的作用相互抵消。显然,每个加密函数E一定是个双射函数,否则在一个模棱两可的情况下,解密无法进行。
除此,信息还被通过各种方法进行窃听和干扰信息,包括主动攻击和被动攻击两种手段。
保证信息机密性的方法是使用密码算法进行加密；而保证信息完整性的方法是使用鉴别与认证机制,数字签名与散列函数(鉴别码)即属于鉴别与认证机制。
