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密碼術可以大緻别分為兩種，即移位和替換，當然也有兩者結合的更複雜的方法。在易位中字母不變，位置改變；替換中字母改變，位置不變。
将替換密碼用于軍事用途的第一個文件記載是恺撒着的《高盧記》。恺撒描述了他如何将密信送到正處在被圍困、瀕臨投降的西塞羅。其中羅馬字母被替換成希臘字母使得敵人根本無法看懂信息。
蘇托尼厄斯在公元二世紀寫的《恺撒傳》中對恺撒用過的其中一種替換密碼作了詳細的描寫。恺撒隻是簡單地把信息中的每一個字母用字母表中的該字母後的第三個字母代替。這種密碼替換通常叫做恺撒移位密碼，或簡單的說，恺撒密碼。
盡管蘇托尼厄斯僅提到三個位置的恺撒移位，但顯然從1到25個位置的移位我們都可以使用， 因此，為了使密碼有更高的安全性，單字母替換密碼就出現了。
如：
明碼表 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
密碼表 Q W E R T Y U I O P A S D F G H J K L Z X C V B N M
明文 F O R E S T
密文 Y G K T L Z
隻需重排密碼表二十六個字母的順序，允許密碼表是明碼表的任意一種重排，密鑰就會增加到四千億億億多種，我們就有超過4×1027種密碼表。破解就變得很困難。
破解方法
方法：字母頻度分析
盡管我們不知道是誰發現了字母頻度的差異可以用于破解密碼。但是9世紀的科學家阿爾·金迪在《關于破譯加密信息的手稿》對該技術做了最早的描述。
“如果我們知道一條加密信息所使用的語言，那麼破譯這條加密信息的方法就是找出同樣的語言寫的一篇其他文章，大約一頁紙長，然後我們計算其中每個字母的出現頻率。我們将頻率最高的字母标為1号，頻率排第2的标為2号，第三标為3号，依次類推，直到數完樣品文章中所有字母。然後我們觀察需要破譯的密文，同樣分類出所有的字母，找出頻率最高的字母，并全部用樣本文章中最高頻率的字母替換。第二高頻的字母用樣本中2号代替，第三則用3号替換，直到密文中所有字母均已被樣本中的字母替換。”
以英文為例，首先我們以一篇或幾篇一定長度的普通文章，建立字母表中每個字母的頻度表。
在分析密文中的字母頻率，将其對照即可破解。
雖然設密者後來針對頻率分析技術對以前的設密方法做了些改進，比如說引進空符号等，目的是為了打破正常的字母出現頻率。但是小的改進已經無法掩蓋單字母替換法的巨大缺陷了。到16世紀，最好的密碼破譯師已經能夠破譯當時大多數的加密信息。
局限形式
短文可能嚴重偏離标準頻率，加入文章少于100個字母，那麼對它的解密就會比較困難，而且不是所有文章都适用标準頻度。
1969年，法國作家喬治斯·佩雷克寫了一部200頁的小說《逃亡》，其中沒有一個含有字母e的單詞。更令人稱奇的是英國小說家和評論家吉爾伯特·阿代爾成功地将《逃亡》翻譯成英文，而且其中也沒有一個字母e，阿代爾把譯着命名為《真空》。
一套新的密碼系統由維熱納爾（Blaise de Vigenere）于16世紀末确立，其密碼不再用一個密碼表來加密，而是使用26個不同的密碼表。密碼表最大的優點在于能夠克制頻度分析，從而提供更好的安全保障。
假如有這樣一條指令：RETURN TO ROME
用恺撒密碼加密後就成為：UHWXUA WR URPH
如果指令被敵方截獲，也不會洩密，因為字面上看不出任何意義。
加密方法還可以依據移位的不同産生新的變化，如将每個字母左19位，就産生一個明密對照表。
明：A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
密：T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S
在加密表下，明文與密文的對照關系就變成：
明文：THE FAULT, DEAR BRUTUS, LIES NOT IN OUR STARS BUT IN OURSELVES.
密文：MAX YTNEM, WXTK UKNMNL, EBXL GHM BG HNK LMTKL UNM BG HNKLXEOXL.
發展
很明顯，這種密碼的密度是很低的，隻需簡單地統計字頻就可以破譯。于是人們在單一恺撒密碼的基礎上擴展出多表密碼，稱為“維吉尼亞”密碼。它是由16世紀法國亨利三世王朝的布萊瑟·維吉尼亞發明的，其特點是将26個恺撒密表合成一個，見下表：
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
A A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
B B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A
C C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B
D D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C
E E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D
F F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E
G G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F
H H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G
I I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H
J J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I
K K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J
L L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K
M M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L
N N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M
O O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N
P P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O
Q Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P
R R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q
S S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R
T T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S
U U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T
V V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U
W W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V
X X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W
Y Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X
Z Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y
維吉尼亞密碼引入了“密鑰”的概念，即根據密鑰來決定用哪一行的密表來進行替換，以此來對抗字頻統計。假如以上面第一行代表明文字母，左面第一列代表密鑰字母，對如下明文加密：
TO BE OR NOT TO BE THAT IS THE QUESTION
當選定RELATIONS作為密鑰時，加密過程是：明文一個字母為T，第一個密鑰字母為R，因此可以找到在R行中代替T的為K，依此類推，得出對應關系如下：
密鑰:RELAT IONSR ELATI ONSRE LATIO NSREL
明文:TOBEO RNOTT OBETH ATIST HEQUE STION
密文:KSMEH ZBBLK SMEMP OGAJX SEJCS FLZSY
曆史記載
曆史上以維吉尼亞密表為基礎又演變出很多種加密方法，其基本元素無非是密表與密鑰，并一直沿用到二戰以後的初級電子密碼機上。
