Nói chung, mật mã học là về xây dựng và phân tích các giao thức ngăn chặn bên thứ ba hoặc công chúng đọc tin nhắn riêng tư; các khía cạnh khác nhau trong an ninh thông tin như dữ liệu bảo mật , toàn vẹn dữ liệu , xác thực , và không thoái thác là trung tâm của mật mã hiện đại.

Mật mã hiện đại tồn tại ở giao điểm của các ngành toán học , khoa học máy tính , kỹ thuật điện , khoa học truyền thông và vật lý . Các ứng dụng của mật mã bao gồm thương mại điện tử , thẻ thanh toán dựa trên chip , tiền kỹ thuật số , mật khẩu máy tính và liên lạc quân sự .

Mật mã học trước thời đại hiện đại đồng nghĩa với mã hóa , việc chuyển đổi thông tin từ trạng thái có thể đọc được thành vô nghĩa. Người khởi tạo một tin nhắn được mã hóa chỉ chia sẻ kỹ thuật giải mã với những người nhận dự định để ngăn chặn truy cập từ các đối thủ. Tài liệu mật mã thường sử dụng tên Alice (“A”) cho người gửi, Bob (“B”) cho người nhận dự định và Eve (” kẻ nghe trộm “) cho kẻ thù.

Kể từ khi phát triển, máy mật mã đã được sử dụng trong Thế chiến I và sự ra đời của máy tính trong Thế chiến II, các phương thức được sử dụng để thực hiện mật mã học ngày càng trở nên phức tạp và ứng dụng của nó ngày càng phổ biến.

Mật mã học hiện đại chủ yếu dựa trên lý thuyết toán học và thực hành khoa học máy tính; Các thuật toán mật mã được thiết kế xung quanh các giả định độ cứng tính toán, làm cho các thuật toán đó khó bị phá vỡ trong thực tế bởi bất kỳ đối thủ nào. Về mặt lý thuyết có thể phá vỡ một hệ thống như vậy, nhưng không thể thực hiện được bằng bất kỳ phương tiện thực tế nào được biết đến. Do đó, các chương trình này được gọi là an toàn tính toán; những tiến bộ về mặt lý thuyết ví dụ những cải tiến trong thuật toán nhân tử số nguyên và công nghệ điện toán nhanh hơn đòi hỏi những giải pháp này phải được điều chỉnh liên tục. Có tồn tại các lược đồ bảo mật về mặt lý thuyết mà không thể bị phá vỡ ngay cả với sức mạnh tính toán không giới hạn, một ví dụ là phần đệm một lần. Các cơ chế này rất khó sử dụng trong thực tế so với các cơ chế phá vỡ tốt nhất về mặt lý thuyết nhưng an toàn về mặt tính toán.

Sự phát triển của công nghệ mật mã đã đặt ra một số vấn đề pháp lý trong thời đại thông tin. Tiềm năng sử dụng mật mã để làm công cụ gián điệp và gây mê đã khiến nhiều chính phủ phân loại nó là vũ khí và hạn chế hoặc thậm chí cấm sử dụng và xuất khẩu. Trong một số khu vực pháp lý nơi việc sử dụng mật mã là hợp pháp, luật pháp cho phép các nhà điều tra buộc phải tiết lộ các khóa mã hóa cho các tài liệu liên quan đến một cuộc điều tra. Mật mã học cũng đóng vai trò chính trong quản lý quyền kỹ thuật số và vi phạm bản quyền của phương tiện kỹ thuật số.