Đối với hệ thống giấu thông tin thuần tuý, độ an toàn phụ thuộc hoàn toàn vào độ bí mật của thuật toán giấu và tách thông tin.
Để cho hệ thống an toàn hơn, người ta thực hiện trao đổi một số thông tin bí mật giữa hai đối tác. Trong hệ thống giấu tin với khoá bí mật, người gửi chọn phương tiện chứa thông tin, sử dụng khoá bí mật k, tiến hành nhúng thông điệp vào phương tiện chứa tin đó. Giấu tin với khoá bí mật vẫn phải đảm bảo phương tiện chứa (trước và sau khi giấu tin) phải giống nhau về cảm nhận, để tránh kẻ giám sát phát hiện được phiên liên lạc. Đây là một tiêu chuẩn khi chọn khoá.
Định nghĩa 2: Giấu tin sử dụng khoá bí mật
Bộ năm giá trị δ = (C, M, K, Dk, Ek) được gọi là hệ giấu tin sử dụng khoá bí mật, trong đó:
C là tập các phương tiện chứa có thể, M là tập các thông điệp cần giấu với |C| ≥ |M|, K là tập các khoá bí mật.
Ek: C ×M×K → C và Dk: C ×K → M với điều kiện Dk(Ek (c, m, k), k) = m với mọi m € M, c € C và k € K.
Giao thức truyền thông tin bằng giấu tin sử dụng khoá bí mật, yêu cầu các bên tham gia phải trao đổi khoá trước.
Có thể dùng một số đặc tính của chính phương tiện chứa làm khoá, hàm băm tính toán các giá trị này để làm khoá. Người nhận cũng tính hàm băm trên chính các giá trị này, để lấy khoá giải mã tách thông tin.
Với cách này, không phải trao đổi khoá trên kênh an toàn, nhưng vì hàm băm không phải là bí mật, nên việc liên lạc bí mật sẽ không đảm bảo.
Có thể chọn các thành phần quan trọng trong phương tiện chứa để làm khoá, các thành phần đó nếu bị thay đổi sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng tới phương tiện chứa, và có thể nhận ra được.