Khóa đối xứng là khóa có thể dùng cả để mã hóa và giải mã dữ liệu. Điều này có nghĩa là để giải mã dữ liệu, bạn phải có cùng khóa đã dùng để mã hóa. Mã hóa đối xứng thường hiệu quả hơn mã hóa bất đối xứng và do đó được ưu tiên khi cần trao đổi lượng lớn dữ liệu.
Việc tạo khóa chung chỉ dùng thuật toán đối xứng có thể phức tạp, nên trong một số trường hợp, mã hóa bất đối xứng được dùng để thiết lập khóa chung giữa hai bên.
Thuật toán Tiêu chuẩn Mã hóa Dữ liệu (DES) là phương pháp mật mã khóa đối xứng thường dùng trong hệ thống thẻ thông minh. Cách này yêu cầu khóa mật mã bí mật được lưu trữ và thuật toán DES công khai trong mỗi thẻ thông minh và CAD. Có các bước sau trong xác thực khóa đối xứng:
- Thẻ thông minh gửi số serial vi xử lý (I) đến CAD, kết hợp số này với khóa chính (Mk) để tạo khóa đa dạng của thẻ (K). Nhà phát hành nạp khóa đa dạng vào mỗi thẻ khi khởi tạo.
- CAD tạo số ngẫu nhiên (R), mã hóa R thành giá trị Y được gửi như thách thức đến thẻ thông minh.
- Thẻ thông minh giải mã Y, tạo phản hồi (X) và gửi X trở lại CAD.
- CAD so sánh R và X, chấp nhận thẻ nếu hai giá trị khớp.
Thuật toán Telepass 1 được dùng cho xác thực thẻ thông minh. Cần khóa bí mật đa dạng, nội dung từ xác định trong bộ nhớ thẻ, và giá trị ngẫu nhiên bên ngoài để tính phản hồi cho thách thức xác thực. Telepass 1 hỗ trợ bảo mật dữ liệu trong phân phối khóa và toàn vẹn dữ liệu qua mã xác thực thông điệp.
Trong hệ thống khóa đối xứng, khóa bí mật trong mỗi thẻ phải duy nhất để việc phát hiện khóa không làm rơi toàn bộ hệ thống. Đa dạng hóa khóa hỗ trợ khóa mật mã duy nhất cho mỗi thẻ khi cá nhân hóa. Hệ thống tạo khóa đa dạng từ khóa chính hệ thống và đặc điểm duy nhất của thẻ như số serial vi xử lý.
CAD chứa bản sao khóa chính để tạo khóa đa dạng cho mỗi thẻ. Vi phạm khóa đa dạng có ít ảnh hưởng nếu được phát hiện và thẻ bị loại bỏ. Vi phạm khóa chính có hậu quả nghiêm trọng, yêu cầu nạp khóa mới cho tất cả thẻ - tốn kém và phiền toái. Để tránh vi phạm khóa, CAD có thể dùng mô-đun an ninh với bộ nhớ bảo mật (thẻ thông minh) để lưu khóa chính.