Các phương pháp mật mã cổ điển đã được biết đến từ khoảng 4000 năm trước. Một số kỹ thuật đã được những người Ai Cập sử dụng từ nhiều thế kỷ trước. Những kỹ thuật này chủ yếu sử dụng hai phương pháp chính là: phép thay thế và phép chuyển dịch. Trong phép thay thế, một chữ cái này được thay thế bởi chữ cái khác và trong phép chuyển dịch, các chữ cái được sắp xếp theo một trật tự khác [10].
Hệ mã chuẩn DES được xây dựng tại Mỹ trong những năm 70 theo yêu cầu của Văn phòng quốc gia về chuẩn và được sự thẩm định của cơ quan an ninh quốc gia là một ví dụ về mật mã đối xứng. DES kết hợp cả hai phương pháp thay thế và chuyển dịch. DES thực hiện mã hoá trên từng khối bản rõ là một xâu 64 bit, có khóa là một xâu 56 bit và cho ra bản mã cũng là một xâu 64 bit. Hiện nay, DES và biến thể của nó (3DES) vẫn được sử dụng thành công trong nhiều ứng dụng.
Trong các hệ mã đối xứng chỉ có một khóa được chia sẻ giữa các bên tham gia liên lạc. Cứ mỗi lần truyền tin bảo mật, cả người gửi A và người nhận B cùng thoả thuận trước với nhau một khóa chung K, sau đó người gửi dùng giải thuật lập mã để lập mã cho thông báo gửi đi và người nhận dùng
giải thuật giải mã để giải mã bản mật mã nhận được. Người gửi và người nhận có cùng một khóa chung K, khóa này được giữ bí mật dùng cho cả lập mã và giải mã. Những hệ mật mã cổ điển với cách sử dụng trên được gọi là mật mã khóa đối xứng hay còn gọi là mật mã khóa bí mật. Độ an toàn của hệ mật mã đối xứng phụ thuộc vào khóa. Nếu để lộ khóa thì bất kỳ người nào cũng có thể mã hóa và giải mã thông điệp.
Hình 2.6: Mô hình hệ mật mã khóa đối xứng
Ưu điểm nổi bật của các hệ mật mã khóa đối xứng là việc xây dựng một hệ mật mã có độ bảo mật cao khá dễ dàng về mặt lý thuyết. Nhưng như nếu không kể đến việc cần có một nguồn sinh khóa ngẫu nhiên thì việc phân phối, lưu trữ bảo mật và thoả thuận khóa là một vấn đề khó chấp nhận được trong mạng truyền thông ngày nay. Trong một mạng có n người dùng, nếu cần khóa cho từng cặp thì cần n(n+1)/2 khóa.
Để khắc phục hiện tượng không thể lưu trữ một khối lượng khóa quá lớn đáp ứng được nhu cầu mã dịch, người ta xem xét đến việc sử dụng các hệ mật mã khối với độ dài không lớn lắm như DES…hoặc các hệ mật mã dòng mà khóa được sinh ra từ một nguồn giả ngẫu nhiên bằng thuật toán.
Mặc dù đã thực hiện việc mã hóa và giải mã bằng các hệ mật mã khối hay bằng thuật toán sinh khóa như đã nêu ở trên thì vấn đề phân phối và
thoả thuận khóa vẫn phải được thực hiện. Như vậy phân phối và thoả thuận khóa là một vấn đề chưa thể được giải quyết trong các hệ mật mã khóa đối xứng.