TKIP được thiết kế để giải quyết những lỗ hổng của WEP, không cần phải thay thế phần cứng cũ. Vì lý do này, TKIP duy trì những cơ chế căn bản của WEP: IV, thuật toán RC4, ICV. Tuy nhiên, sơ đồ mã hóa RC4 được tăng cường sử dụng một khóa trên mỗi gói tin 128 bit và một IV 48 bit dài hơn. Không giống như WEP, TKIP mã hóa mỗi gói dữ liệu được gửi bằng khóa mã hóa duy nhất của chính nó. Những khóa này được tạo ra một cách tự động, cung cấp khả năng an toàn cao hơn chống lại những kẻ xâm phạm dựa vào việc dự đoán trước những khóa tĩnh trong WEP. Ngoài ra, WPA còn bao gồm một kiểm tra tính toàn vẹn tin MIC (Micheal) để ngăn chặn biến đổi tin.
Có ba giao thức kết hợp với TKIP: MIC, một thuật toán trộn khóa và một tăng cường IV. Thuật toán đầu tiên, MIC là một thuật toán toàn vẹn tin mật mã để ngăn chặn bất kì biến đổi nào tới một gói tin. Nó sử dụng một hàm băm thay cho tổng kiểm tra tuyến tính, giải quyết những lỗ hổng trong ICV. Thuật toán băm, được gọi là Micheal được thiết kế để đảm bảo nội dung của gói dữ liệu chỉ được gửi bởi những Client hợp pháp và không có sự biến đổi dữ liệu nào trong suốt quá trình truyền gói tin. Micheal tạo ra một hàm băm 64 bit, sau đó được so sánh với cả hai bên nhận/gửi. Giá trị MIC phải phù hợp với dữ liệu sẽ được chấp nhận. Nếu không, gói tin bị bỏ qua vì nó được giả định rằng tính toàn vẹn gói tin đã bị gây hại, trừ phi những biện pháp đối phó được thực hiện. Trong trường hợp này, tất cả những lần truyền và nhận gói tin đều bị vô hiệu hóa và tất cả các Client phải xác thực và những kết hợp mới bị dừng trong vòng 60 giây.
Giao thức thứ 2, IV 24 bit được thay thế bằng một bộ đếm chuỗi TKIP TSC (TKIP Sequence Counter) 48 bit để giải quyết những vấn đề sử dụng lại IV trong WEP. TSC là một bộ đếm 48 bit bắt đầu bằng 0 và tăng thêm 1 giá trị cho mỗi gói tin, cung cấp cho bên nhận phương tiện duy trì dấu vết của giá trị cao nhất cho mỗi địa chỉ MAC để đảm bảo gói tin đến theo chuỗi. Một gói tin bị bỏ qua nếu như giá trị TSC ít hơn hoặc bằng gói tin vừa nhận được để
ngăn chặn tấn công dùng lại bởi hàm TSC cho phép một chuỗi khóa không bao giờ bị dùng lại với khóa. Giao thức này ngăn chặn một kẻ tấn công thực hiện một cuộc tấn công dùng lại, được biết đến là những tấn công bản rõ đã biết và những tấn công dựa trên cơ sở từ điển sau khi khôi phục một dòng khóa.
Giao thức thứ ba, TKIP tích hợp một hàm trộn khóa để đảm bảo những khóa mã thay đổi trên cơ sở mỗi gói tin. Nó được thiết kế để bảo vệ mã hóa tạm thời TEK (Temporal Encryption Key) 128 bit, một khóa cơ sở tạm thời được sử dụng để tạo những khóa dùng duy nhất trên mỗi gói tin.