La trasposizione semplice è crittograficamente molto debole; una trasposizione più sicura si ottiene rimescolando le colonne secondo una qualche chiave; di solito si usa una parola segreta per stabilire l'ordine delle colonne. È questa la cosiddetta trasposizione a chiave.
Per esempio si prenda come parola chiave "VENEZIA" e come messaggio "Due battaglioni nemici avvistati settore nord". Si scriverà la parola chiave in alto, sotto a questa i numeri ordinali delle lettere della chiave secondo l'ordine alfabetico; il messaggio verrà scritto sotto per righe di sette caratteri (la lunghezza della chiave), evantualmente riempiendo le caselle rimaste vuote di nulle.
Si può anche evitare l'uso delle nulle finali lasciando vuote le caselle finali; in questo caso l'operazione di decifrazione sarà solo un poco più complicata.
Questa operazione equivale a permutare le colonne secondo l'ordine alfabetico della parola chiave e quindi leggere per colonne, come nelle tabelle accanto, dove è mostrato un esempio sia nel caso con nulle finali, sia nel caso senza.
Per decifrare basta predisporre la tabella a lato vuota con la chiave in alto e scrivere il cifrato verticalmente cominciando dalla colonna 1(A) poi proseguendo nella colonna 2 ecc.ecc. Alla fine in orizzontale si leggerà il messaggio chiaro.
La sicurezza di questa trasposizione non è elevata soprattutto per messaggi brevi, ma si può aumentare notevolemente ripetendo la trasposizione due volte (trasposizione doppia con chiave) con la stessa chiave o con chiavi diverse. La trasposizione doppia ha un livello di sicurezza molto elevato, ma richiede molto tempo e molta attenzione per le operazioni di cifra e decifra.
Una altro modo di aumentare la sicurezza è quello di usare colonne o righe di lunghezza irregolare, la cosiddetta trasposizione a rettangolo irregolare.
La trasposizione viene anche usata in combinazione (sovracifratura) con cifre monoalfabetiche, polialfabetiche e poligrafiche.
Esempi di trasposizione a chiave sono usati da Pietro Partenio come componenti di cifre più complesse. Un esempio è quello della trasposizione basata su un versetto e della più complessa trasposizione Partenio e falso scontro.
Cifrari basati sulla trasposizione a chiave semplice e doppia furono usati durante la prima guerra mondiale dall'esercito tedesco; interessanti i cifrati tedeschi per trasposizione su rettangolo irregolare decrittati da Luigi Sacco nel 1916: una trasposizione con semplice inversione dell'ordine delle colonne, e una trasposizione con chiave.
Durante la seconda guerra mondiale i servizi segreti inglesi (SOE) e americani usarono cifrari a doppia trasposizione per le comunicazioni segrete con i partigiani nelle zone occupate dai tedeschi; un esempio è quello dei cifrati di Antonio Marzi del 1944-45.
Per provare questo metodo si può usare l'apposita pagina interattiva che permette anche trasposizioni multiple.