Leon Battista Alberti, alla fine del suo Trattato della cifra, propone una maniera di scrivere inventata da noi ... occultissima e comodissima della quale nessuna è più rapida e facile a leggersi e più segreta.
In effetti Alberti propone diverse cifre che fanno uso del medesimo strumento, un doppio disco che Alberti chiama «formula», formato da due cerchi concentrici di bronzo: quello esterno detto stabile con 24 caselle contenenti, in maiuscolo rosso, ordinate, le 20 lettere dell'alfabeto latino, con la Z (ABCDEFGILMNOPQRSTVXZ) ed escluse quindi le rare H, K, e J, U, W, Y che dell'alfabeto latino non facevano parte, seguite dai numeri 1 2 3 4 per il testo chiaro; quello interno detto mobile, con in nero 24 lettere minuscole (nell'esempio a fianco le 20 latine classiche più h, k, y, j) in ordine casuale.(*)
Mantenendo il disco interno in una posizione fissata il disco realizza una lista cifrante monoalfabetica con i numeri 1,2,3,4 come nulle.
I tre metodi di cifratura proposti dall'Alberti nel suo trattato sono più sofisticati e sicuri:
Mittente e destinatario concordano una lettera minuscola, per esempio k come chiave segreta; il mittente ruota il disco mobile fino a portare k sotto una maiuscola per esempio B che viene scritta come prima lettera del cifrato, dopo di ché si cifrano alcune lettere con la lista risultante, quindi si ruota il disco interno a caso di alcune posizioni, ottenendo una nuova lista. Il cambio di lista viene segnalato scrivendo la maiuscola sotto la quale si trova ora la k; e così via ad ogni cambiamento di lista.
Esempio: volendo cifrare il messaggio "INVIARE RINFORZI DOMANI" con il disco interattivo qui a destra, si inseriscono a casaccio alcune nulle, poi si cifra cambiando lista, sempre a caso, 3 volte:
chiaro INVIARERINFORZIDOMANI con nulle INV1IA R2ERI4NF1O RZID 3OMANI cifrato BeghyeoLeiqeolpcafPpmylZfhrsla
La decifratura procede a rovescio: il destinatario legge a inizio cifrato B, porta k sotto B e decifra con questa lista fino alla prossima maiuscola, in questo esempio L; allora porta k sotto L decifra i seguenti caratteri secondo la nuova lista fino alla prossima maiuscola e così via.
La segretezza si basa quindi sul disco esterno del quale i due corrispondenti devono possedere due copie identiche e sulla lettera minuscola concordata.
Le lettere maiuscole costituiscono però un aiuto non solo per il corrispondente ma anche per il nemico; per aumentare la sicurezza l'Alberti suggerisce di usare come chiave una maiuscola per esempio B e di scrivere a inizio messaggio la minuscola corrispondente, nel nostro esempio k, e di usare poi le quattro cifre non più come nulle ma per segnalare il cambio di alfabeto; la lettera minuscola corrispondente al numero sarà la nuova chiave e la si porterà sotto B; l'esempio precedente diventa allora:
chiaro INVIARERINFORZIDOMANI con cifre INVIA1RERINFO4RZID2OMANI cifrato kegheoydjdbzosnetoyiocajy
Il cifrato coincide con il precedente solo all'inizio; non ci sono più lettere maiuscole; la decifratura procede come sopra: il destinatario porta la prima lettera k a coincidere con B e decifra con questa lista fino a quando non ottiene il numero 1, in questo esempio in corrispondenza della y; allora ruota il disco fino a far coincidere la y con la B e così fino a trovare un altra cifra.
In alternativa si potrebbe usare una sola cifra come simbolo di cambio lista, e le altre 3 come nulle.
Già solo le prime due cifre più semplici sono più sicure di tante che la seguirono nei quattro secoli successivi, e in particolare della Tavola di Vigénère.
Questo disco e i relativi cifrari non ottennero il successo che avrebbero meritato, un po' per la maggior complicazione del dispositivo e dei metodi di cifratura, ma anche e forse soprattutto per la decisione dell'Alberti di tenere segreto il suo trattato, che fu pubblicato solo un secolo più tardi a Venezia insieme ad altri suoi "opuscoli morali" e passò quasi inosservato.