Шифровальный диск представляет собой пару полудисков: внешний — неподвижный, на котором выписаны буквы алфавита в их обычной последовательности, и внутренний — подвижный, где буквы даны с некоторой перестановкой. Шифровать следовало так: буквам открытого текста на внешнем диске ставились в соответствие буквы шифрованного текста на внутреннем диске. После шифрования нескольких слов внутренний диск сдвигался на один шаг. Секретность переписки обеспечивалась ключом — начальным угловым положением внутреннего диска. Поскольку с каждым новым угловым положением внутреннего диска вступает в действие новый шифралфавит, то это и есть многоалфавитный шифр.

Позднее Альберти изобрел код с перешифровкой. Для этого на внешний диск он вписал цифры от 1 до 4, составил из этих цифр упорядоченные наборы по две, три и четыре цифры и использовал их в качестве кодовых групп небольшого кода на 336 величин. Числа шифровались на диске как буквы открытого текста. Изобретение Альберти намного опередило свое время. Главные державы мира стали применять код с перешифровкой лишь спустя четыре столетия.

В XV веке в Европе широкое распространение получили так называемые диаграмматические шифры. Зашифрованные ими послания легко скрывались в картинах, картах и т.п. С помощью таких шифров текст изображался в виде геометрических фигур (точек, прямых и изогнутых линий, треугольников и т.д.). К этим шифрам примыкают шифры простой замены, в которых буквы алфавита расположены в различных геометрических фигурах.

В то время как в Италии, Франции, Испании криптография быстро развивалась, во многих государствах Европы она не продвигалась дальше «шифра Цезаря». Связано это прежде всего со строжайшей тайной, которая всегда сопровождала криптографическую деятельность.

В XV веке в некоторых государствах Европы вместо шифров стали использоваться так называемые жаргонные коды. В основном их применяли послы, постоянно проживавшие, согласно введенным законам, в том или ином государстве. К применению жаргонных кодов их вынуждало то отношение, которое проявлялось в то время к шифрованной переписке: одно обнаружение написанных тайнописью посланий могло привести к дипломатическому скандалу. Поэтому в случае необходимости послать секретное сообщение посол составлял письмо совершенно невинного содержания, а его секретарь писал второе письмо на имя какого-нибудь «друга» или «знакомого», в котором все продиктованные послом секретные сведения передавались в аллегорической форме. Так, например, французский посол в России с помощью своего секретаря–мехоторговца послал в Париж письмо такого содержания: «Волчий мех сейчас очень моден в Петербурге, Я слышал, что герр Еммерих из Германии послал заказ на 30 тыс. кротовых шкурок, хотя его денежное положение неважное. Интересно, где он возьмет деньги на их оплату». Согласно имевшемуся и у этого посла, и в Париже жаргонному коду, «волком» здесь называется австрийский посол, «кротовым мехом» — английские войска и т.д. Письмо в Париже было расшифровано так: «Россия и Австрия собираются заключить союз; ходят слухи, что прусский король попросил у Англии 30 тыс. солдат, но что он испытывает трудности в связи с их получением, так как у него нет денег».

Жаргонные коды широко применялись в Англии, Голландии, Дании, некоторых других государствах Северной Европы. Свое развитие они получили от воровского жаргона, распространившегося в то время в Англии, и от разговорной формы иносказания — эвфемизма, принятого в высшем свете. В XV веке в Англии был даже учрежден специальный орган, занимавшийся изучением воровского жаргона и составлением специальных жаргонных кодов для дипломатических и торговых представителей.

В это же время в качестве одного из способов передачи секретных сообщений начинает использоваться трафарет–решетка, впервые примененная неким Флейснером: в некоторые места письма невинного содержания, определенные вырезами в особом трафарете–решетке, вписывались слова секретного сообщения.

В XVI столетии наблюдается быстрое развитие шифровального дела. К этому времени почти все государства Европы начали применять сложные системы шифров, широкое распространение получили шифры пропорциональной замены.

Быстро развивалось в этот период и искусство дешифрования. Дешифровальные службы тогда еще созданы не были, и дешифрованием занимались отдельные люди, в некоторых случаях это были видные ученые и политические деятели. Помимо работы дешифровальщиков, вызванной необходимостью читать дипломатическую и другую секретную переписку, практика дешифрования становилась для некоторых образованных людей своего рода развлечением и забавой.

В 1518 году в развитии криптографии был сделан еще один шаг вперед. Этому способствовало появление в Германии первой печатной книги, посвященной тайнописи, которая носила название «Полиграфия». Ее автором был Иоганнес Третемий — аббат, настоятель монастыря в Вюрцбурге, автор множества теологических сочинений. В этой книге дается описание шифра, названного автором «Аве Мария». В шифре каждой букве соответствует слово духовного содержания, например букве «А» — слово «Бог». Тогда любому открытому тексту соответствует текст духовного содержания. Кроме того, Третемий в своей книге развил идею многоалфавитного шифра, введя квадратную таблицу, состоявшую из алфавита, сдвинутого на один шаг, алфавита, сдвинутого на два шага, и т.д.

Следующая ступень в развитии криптографии связана с именем Джованни Беллазо, который в своей небольшой книге «Шифр сеньора Беллазо», вышедшей в Италии в 1553 году, предложил использовать для многоалфавитного шифра легко запоминающийся ключ. Автор назвал его «паролем». Пароль выписывается над открытым текстом, буква, стоящая над буквой открытого текста, означает номер алфавита (т.е. номер строки в таблице замены), по которому осуществляется замена. При этом автор отмечал, что разных корреспондентов можно снабжать различными паролями, и если пароль оказывался украденным, то его можно было заменить.

В начале XVI века криптограф папы римского Матео Ардженти изобрел буквенный код — самый сложный шифр замены, в котором буквы, слоги, слова и целые фразы заменялись группами букв. Необходимым количеством словарных величин в . коде в то время считалось 1200. Числами словарные величины в коде стали обозначаться с 1586 года. Это изобретение приписывается Триентеру Копцилю.

В 1563 году итальянский естествоиспытатель, член научного общества, в которое входил Галилей, автор многих научных трудов и литературных произведений Джованни де ла Порта опубликовал книгу «О тайной переписке». В ней имеются разделы о древних шифрах, о шифрах современных, дается их анализ, описываются лингвистические особенности в раскрытии шифров.