Замок з пінами заснований на принципі замикання, що застосовувався в Стародавньому Єгипті ще в 2000 році до нашої ери, де дерев'яний ключ з кілочками або зубцями був потрібний для підняття ригеля, що утримує двері. Хоча цей принцип не отримав широкого визнання, він був описаний ще в 1805 р. в британському патенті (UK 2851) американцем А. О. Стенсбері, що емігрував до Англії. Ідея Стенсбері полягала у використанні зубчастого, осьового або корончатого ключа, який приводив у дію пару круглих пластин, одну нерухому, а іншу - обертову. Вставивши ключ, кінці пінів опинилися на стику між двома пластинами, що дозволило повертатися передній пластині. Всі штифти були однаковою довжини, проте з варіаціями, досягнутими за рахунок використання виступів або різного розташування отворів для пінів. Інший винахід, що відноситься до осьових замків з пінами, було запропоновано в 1839 У. М. Вільямсом в Англії, хоча воно не було реалізовано в комерційних цілях. Традиційний циліндровий замок з рядними пінами, який ми бачимо сьогодні, виник у середині-кінці 18 століття завдяки винаходам північноамериканського слюсаря Лінуса Єльського старшого та його сина Лінуса Єльського молодшого.

У професійному плані Єльці не були командою батька та сина. До того часу, коли йому було близько 30 років, Йель-молодший щосили намагався дистанціюватися від свого батька через піновий замок, який Йель-старший винайшов кількома роками раніше і згодом продав виробнику замків на ім'я Бекон, на підставі того, що цей замок був неодноразово зламаний. Компанія Yale Senior виготовила ряд замків безпеки для банків, включаючи запатентований у 1844 р. (US 3 630) замок «Quadruplex» із чотирма рядами радіальних втулок із ключем із круглим перетином (рис. 2.1). Хоча в цьому механізмі використовувалося вісім або більше штифтів, він був громіздким і не мав гнучкості. У 1857 р. компанія Yale Senior виробила 5-ригельний замок з висувним механізмом, що обертається, в принципі схожим на давньоєгипетський замок (див. Патент США 18 169).

Як і його батько, Лінус Йель-молодший також розробив ряд оригінальних банківських замків з ключем, включаючи Infallible (Непомильний або безпомилковий), Magic Infallible і Double Treasury. Ми розглянемо замок "Magic Infallible", який був важільним замком, у розділі 5. Приблизно з 1863 року за цими замками з ключем пішла низка кодових замків без ключа, які, на думку Єльського університету, є відповіддю на справжню безпеку.

Які б побоювання не відчував Лінус Йель-молодший до ранніх замків Yale, син, спираючись на роботу свого батька, розробив циліндровий замок з пінами і плагом, що обертається. До 1865 він розробив врізний циліндровий замок з п'ятьма ригелями, що приводяться в дію за допомогою плоского ключа, як показано на рис. 2.2 (патент США 48475). Цей замок однозначно ідентифікується як попередник сучасного циліндрового замку, на якому тепер ґрунтуються майже всі штифтові замки. Згодом він став співзасновником Yale Lock Manufacturing Company із Генрі Таун у 1868 році. Після передчасної смерті Йеля в грудні того ж року, фірма була продана Таун, ставши в 1883 Yale & Towne Manufacturing Company. Дизайн удосконалювався протягом 1870-х років. Гофрований шпонковий паз для ключа з хвилястим профілем, як на рис. 2.2 був введений в 1883 році, а парацентричний шпонковий паз - наприкінці 1890-х років. Знайомий овальний циліндр Yale & Towne був запатентований у 1923 році. На відміну від Yale Senior та Yale Junior, які воліли працювати зі складними та дорогими банківськими замками, Таун усвідомлював комерційний потенціал штифтових тумблерних замків.
Як і в багатьох інших замках безпеки, основна ідея штифтового замку, хоч і проста, вимагає високого ступеня механічної точності для ефективної реалізації. Ранні штифтові замки були доступні тільки для комерційних клієнтів і стали тільки з появою масового виробництва. Піновий замок нині є найпоширенішим замком у світі. У своїй простій формі він пропонує розумний рівень безпеки за помірною ціною. Корпуса циліндрів із піновим механізмом виготовляється різних форм і розмірів: найчастіше з ободом, пазом і європейським профілем.

Піновий замок, проілюстрований на рис. 2.3–2.7 включає плаг, прикріплений до корпуса. Оскільки корпус нерухомий по відношенню до замку, плаг можна повернути, коли замок приводиться в дію правильним ключем. Існує близька аналогія з електродвигунами, де плаг подібен до ротора, а корпус циліндру діє як статор. Кулачок, прикріплений до плагу, приводить у дію механізм.
У плазі є протяжка, яка називається профілем або профільним пазом чи ключовиною (мал. 2.4), через яку вставляється ключ. Профіль зазвичай має неправильну форму або парацентричну, що містить фіксовані бічні перешкоди, які називаються пазами профілю або обмеженнями. Протяжка профілю відповідає профілю або перерізу заготовки ключа. І плаг, і циліндр мають набір вертикальних отворів(у випадку циліндрів з вертикальною ключовиною), які називаються колодязями для штифтів. Отвори у нижній частині корпуса закриті заглушками. Кожен колодязь містить пару штифтів(блокуючий та кодуючий) та опорну пружину(рис. 2.6). Сумарна довжина пари пінів перевищує довжину отвору під плаг. Пружина гарантує, що пара штифтів утримується у верхньому положенні. Набір пінів також може містити додаткові піни для майстер-ключа. У заблокованому положенні плаг не повертається через наявність блокуючих пінів, які знаходяться на стику між плагом та корпусом циліндра.

Ключ (рис. 2.3) має ряд V-подібних вирізів із відстанню між колодцями для штифтів. Коли кінчик ключа вставляється у ключовий отвір, його похилий передній край опускає кодуючі верхні піни. Плоский ключ продовжує проходити над пінами, поки його виступ не торкнеться передньої частини плагу або поки її кінець не торкнеться обмежувача зворотного ходу плагу, або подовжувача ключа. Центри кодової нарізки поєднуються з кінчиками кодуючих штифтів, кожен з яких піднімається на висоту, що визначається глибиною кодової нарізки. Якщо розріз такий, що він опускає з'єднання між кодуючим піном і плагом, щоб бути врівень з плагом, то ця пара штифтів не може чинити опору обертанню плагу. Коли це відбувається, вважається, що кодуючий пін знаходиться на лінії зсуву (див. мал. 2.7). Звичайно, для відкриття замку недостатньо підняти лише один або два піни до лінії зсуву; зазубрини ключа повинні бути такими, щоб усі піни одночасно опускались до лінії зсуву, після чого ключ може привести в дію замок у будь-якому напрямку. При повороті плагу кодуючі піни залишаються на лінії зсуву та захоплюють ключ, доки він не повернеться в положення на 12 годин. При вилученні ключа піни повертаються під дією пружини на дно колодязів для пінів, замикаючи циліндр.
Пінові замки мають п'ять або більше кодуючих пінів, кожен з яких може мати різну довжину, що відповідає різній глибині пропилу на ключі. Мініатюрні пінові замки можуть мати менше 5 пінів і, відповідно, меншого розміру.
Для використання майстер-ключів або коли один ключ потрібен для керування двома або більшими замками, які мають різні ключі, майстер піни вставляються між кодуючими та блокуючими пінами(так називаемий стек). Стек пінів, що містить основні штифти, називається "сегментованим", оскільки він має більше однієї лінії зсуву. Менш поширений метод полягає у використанні основного кільця навколо плагу для створення другої незалежної лінії зсуву. У циліндрі з головним плагом майстер піни піднімають штифти до внутрішньої лінії зсуву, у той час як головний ключ піднімає до зовнішньої лінії зсуву. Ця ідея, проілюстрована на рис. 2.8 відноситься до останньої чверті XIX століття і аналогічна контрольної лінії зсуву в циліндрі зі змінним сердечником, яку ми розглянемо в наступному розділі.

Майстер-піни бувають різних розмірів, наприклад, 1-9 в діапазоні від 0,015 до 0,135. Як правило, переважна різниця в два розміри або 0,030, щоб уникнути заклинювання через знос або нахилу плагу. Це також гарантує, що похитування ключа із сусіднім кодом у замку з меншою ймовірністю відкриє його. Додавання кожного майстер пінау колодязь вводить додаткову лінію зсуву. У замку, що має лише один сегментований набір штифтів з N майстер пінами, кількість ключів, які можуть керувати замком, дорівнює N + 1, що відповідає кількості різних ліній зсуву. Коли сегментується більше одного набора пінів, що зазвичай відбувається в системах із майстер-ключом, виникає безліч робочих ключів. Вплив на кількість комбінацій пінів є мультиплікативним. Таким чином, 5-штифтовий циліндр з одним майстер піном у колодязях № 1, 2 та 3 дає 2*2*2 = 8 можливих ключів, кожен із яких управляє замком. Це може бути добре чи погано, залежно від вимог системи MK(майстер ключ) з точки зору кількості рівнів та кількості ключів зміни, необхідних на кожному рівні. Загалом, чим складніша система МК, тим більше різних ключів ненавмисно приведуть у дію замок. Наявність ненавмисних робочих ключів відоме як интерлокинг або "обмін ключами".
Зворотний режим майстер-ключів називається ценральне замикання. Така ситуація виникає, коли всі змінні ключі повинні керувати одним і тим самим замком (наприклад, вхідними дверима будівлі). Зазвичай це досягається шляхом видалення одного або кількох стопок пінів, що призводить до серйозної втрати безпеки в замку, замкненого на головний ключ. У багаторівневій системі MK, де існує більше одного рівня майстер-ключа (тобто деякі майстер-ключі працюють тільки з підмножиною замків з різними ключами), може знадобитися використовувати інші методи, такі як мультиплексний майстер-ключ, впровадити систему. Мультиплексний майстер-ключ буде розглянуто далі.