Giấu tin bằng cách thay thế hiện đang rất phổ biến, kỹ thuật giấu tin này không làm tăng kích thước của phương tiện chứa. Khi kết hợp với các thuật toán khác để “khảo sát môi trường” quanh điểm cần giấu tin, kẻ giám sát rất khó phát hiện được các thông tin cần giấu.
Lưu ý là giấu tin ở đây không có nghĩa là hành động giấu thực tế, việc giấu tin dựa vào các quy ước. Nếu tính chất nào đó của một phần tử trong phương tiện chứa thoả mãn điều kiện, thì xem như đã giấu tin vào phần tử đó.
Khi giấu tin mật, người ta có thể giấu tin trong nhiều loại phương tiện chứa khác nhau, tuy nhiên với điều kiện kỹ thuật hiện nay, phương tiện chứa là ảnh được lựa chọn nhiều nhất, bởi tính phổ biến của ảnh và các phương tiện tạo ảnh số, đồng thời đáp ứng được yêu cầu bảo mật và dung lượng. Phương tiện chứa như âm thanh số hiện nay cũng rất phổ biến, nhưng gặp nhiều khó khăn do kỹ thuật giấu tin phức tạp hơn.
Có hai cách thay thế:
Thay thế các bit ít quan trọng (LSB) (Least Significant Bit) được thực
hiện với ảnh màu (ví dụ loại 16 bit và 24 bit) và ảnh đa cấp xám.
Với các loại ảnh này, mỗi điểm ảnh được biểu diễn bằng số lượng lớn các bit, vai trò các bit là không giống nhau. Nếu có sự thay đổi ở các bit ít quan trọng nhất, thì phương tiện chứa cũng bị biến động không đáng kể, và đối
phương cũng khó nhận ra. Người giấu tin sẽ thay thế các bit LSB trong phương tiện chứa tin bằng các bit của thông điệp bí mật. Người nhận có thể dễ dàng tách các tin mà anh ta có hiểu biết nhất định về thuật toán giấu thông tin mật và khoá giấu thông tin.
Thay thế các bit trong các vùng ma trận ảnh:
Phương pháp này khó thực hiện hơn, nhưng bù lại có tác dụng hơn so với việc thay thế LSB.
Ta hãy xét các file ảnh đen trắng, mỗi điểm ảnh chỉ được biểu diễn bằng một bit có trạng thái 0 hoặc 1, biểu diễn điểm đó là đen hay trắng. Người ta không thể vận dụng phép thay thế LSB và cũng không thể tuỳ tiện đảo bit 0 → 1 hay ngược lại, vì làm như vậy sẽ dễ xuất hiện các chấm màu lạ, dễ bị phát hiện.
Người ta phải chia ma trận ảnh ra thành các khối không giao nhau, thường là các khối hình vuông, hình chữ nhật. Dựa trên các tính chất của mỗi khối đó, người ta giấu tin bằng phép đảo bit theo quy ước.