우리가 이메일을 확인하거나 은행 계좌에 로그인하거나 시그널(Signal)에서 메시지를 주고받을 때 비밀번호와 인증 정보는 암호화(encryption)를 통해 보호된다. 암호화는 사이버 자물쇠처럼 작동하기 때문에 올바른 열쇠, 즉 자물쇠에 맞는 키(key)가 있으면 데이터의 잠금을 해제할 수 있다. 키가 없으면 쇠톱과 용접용 버너의 디지털 버전이라고 할 수 있는 무차별 대입(brute-force) 방식에 의존할 수밖에 없다.

온라인 보안에 대한 우리의 신뢰는 수학을 기반으로 한다. 암호화 체계는 일방향함수(one-way function)라고 하는 수학 문제를 바탕으로 하는데, 일방향함수(또는 단방향함수)란 한쪽 방향으로는 계산하기는 쉽지만 성능이 뛰어난 컴퓨터가 있다고 해도 효율적으로 역을 구하기는 거의 불가능한 함수를 말한다. 이 개념을 쉽게 이해하려면 미국 공항 렌터카 업체 출구에서 볼 수 있는 도로 스파이크를 떠올리면 된다. 도로 스파이크가 설치되어 있는 경우에 한 방향으로 운전하면 스파이크의 존재를 거의 알아차릴 수 없지만, 후진을 하면 멀리 갈 수 없을 뿐만 아니라 새 타이어가 필요해질 수 있다.