Le prime tecniche di cifratura si basano sull’uso di alfabeti di cifratura che consistono nel modificare ogni lettera. Eccone uno, per esempio, risalente al 1627 e conservato negli archivi di Strasburgo.
Per usarlo, si sostituisce ogni lettera dalla A alla Z (con I e J, così come U e V, considerate identiche) con il simbolo scritto sopra. Si parla di sostituzione monoalfabetica. Questo metodo è facile da decifrare non appena il messaggio è un po’ lungo. Anzitutto, il calcolo delle frequenze di ciascun simbolo permette di individuare il sostituto della lettera E, la più frequente in francese. Le lettere successive sono SAINTURLO, e per ricordarle si può dire che Urlo è il santo patrono dei crittologi. Poi bisogna riconoscere parole la cui presenza è probabile, cosa che accade spesso. Per esempio, in un messaggio proveniente da una piazzaforte assediata, è logico pensare alla presenza di una parola come «munizione». La si può allora cercare attraverso le ripetizioni che contiene, ossia \\xy\y\x dove x e y sono due simboli distinti (e gli asterischi, altri simboli).
La scatola cifrante di Enrico II
Già nel XVIº secolo, diversi crittologi, tra cui Blaise de Vigenère (1523–1596), ebbero l’idea di far variare la sostituzione secondo la posizione delle lettere. Oggi questo metodo è usato in una forma semplificata: ogni sostituzione è uno scorrimento dell’alfabeto identificato da una lettera, nessuno scorrimento per A, uno scorrimento di una lettera per B, ecc. Così, la chiave ABC trasforma «secret» in «sferfv». Il metodo è semplice in teoria, ma complicato da usare in pratica, perché basta un solo errore per rendere un messaggio… indecifrabile. Per questo, già nel Rinascimento, si cercò di usare delle macchine. La più celebre è la scatola cifrante di Enrico II. Questa scatola contiene quattro pagine; le pagine 1 e 4 sono composte da ventiquattro piccoli quadranti, alternativamente alfabetici e numerici. Ecco l’alternanza della pagina 1:
