密码学是把一种形式的消息变换成另一种的消息。因此，从某种意义而言,密码学也是一门研究消息“变换”方法的科学。密码学中用到的所有变换叫做密码算法。例如,若一个变换能把一个有意义的消息(明文)变换为没有意义的消息(密文),因而让非授权者很难读取明文内容,此变换被称为加密算法。把可读的“明文”转换为不可读的“密文”的过程是加密。若合法用户拿一个变换可把非授权者读不明白的信息变换为有意义的信息,则称这个变换为解密算法(或脱密算法)。通过合法用户将已经加密的信息还原为明文的过程叫解密。
若变换可把一个消息变换为一种“证据”,为了证实某个实体对消息内容的认可,则叫此变换为一个签名算法。多数密码算法通常均存在一个“逆”算法,一般它们成对存在。例如,一个加密算法的“逆”算法叫做解密算法，一个签名算法的“逆”算法称为验证算法等。这些算法的运算一般均在一组密钥的控制下运行的。密钥是一种特定的值,可让密码算法根据指定方式运行且得到对应的密文。一般而言,密钥长度越大,对应的密文就更安全。例如,加密算法中用的密钥叫加密密钥,解密算法用的密钥叫解密密钥,签名算法用的密钥叫签名密钥,验证算法用的密钥叫验证密钥等。
假设在不安全信道里通信的A与B,以让他们对手Oscar无法清楚通信内容的方式通信。如此的不安全信道在现实里普遍存在,如电话线或计算机网络。A发至B的信息,一般叫明文,例英文单词、数据或符号。A用事先沟通好的密钥加密明文,加密过的明文叫密文,A把密文通过信道发至B。敌人Oscar可窃听到信道里A发的密文,但却不能知道他对应的明文;对于接收者B,因知道密钥,所以他可解密密文,因此获得明文。
