Употреблялись как шифробозначения и буквенные сочетания. Таким образом, в то время в России использовались однобуквенные, двухбуквенные, цифровые, буквенно-составные шифрозамены. Первые государственные шифры были шифрами простой или взаимнооднозначной замены, в которых каждой шифровеличине соответствовало только одно шифробозначение, и каждому шифробозначению — одна шифровеличина.
В русские шифры этого периода, как правило, вводятся «пустышки» — шифробозначения, которым не соответствует ни один знак открытого текста. Хотя обычно как пустышки использовалось всего 5–8 шифровеличин, понятно, что введение их в шифротекст, получавшийся в результате замены элементов открытого текста шифробозначениями, отражало стремление создателей шифров осмыслить дешифрование шифропереписки.
Эти пустышки разбивали структурные лингвистические связи открытого текста и, в известной степени, изменяли статистические закономерности, то есть именно те особенности текста, которые использовали, в первую очередь, при дешифровки шифра простой замены. Кроме того, они изменяли длину открытого сообщения, которое осложняло привязку текста к шифросообщению. Поэтому, по-видимому, не случайно, по данным Д. Кана, первый такой русский шифр был дешифрован англичанами лишь в 1725 году.
Кроме того, в некоторых шифрах шифробозначения-пустышки могли использоваться для шифрования точек и запятых, содержавшихся в открытом тексте. Как правило, это особо оговаривалось в кратких правилах пользования шифром, которые вставлялись в этих случаях в шифры.
Внешне шифр петровской эпохи представлял собой лист бумаги, на котором от руки была написана таблица замены: под горизонтально расположенными в алфавитной последовательности буквами кириллической или другой азбуки, соответствующей языку открытого сообщения, были подписаны элементы соответствующего шифроалфавита. Ниже могли размещаться пустышки, краткие правила пользования, а также небольшой словарь, который назывался «суплементом» и содержал некоторое количество слов (имен собственных, географических наименований) или каких-то стойких словосочетаний, которые могли активно использоваться в текстах, предназначенных для шифрования с помощью данного шифра.
Самым ранним шифром описанного типа была «цифирная азбука» 1700 года для переписки Коллегии иностранных дел (далее — КИД) с русским послом в Константинополе Петром Толстым. Она была шифром простой замены, в котором кириллической азбуке соответствовал специально составленный алфавит. Здесь же были две записи. Первая из них: «Список с образцовой цифирной азбуки, какова написана и послана в Турскую землю с послом и стольником с Толстым сими литеры». Второй особенно интересен: «Такову азбуку азволнил [изволил] во 1700 г. написать своею рукою Великий государь по друго диво еси же». Из этого выходит, что автором данного шифра был сам Петр Великий.
В Государственном архиве Татарстана находится собственноручное письмо Петра I Толстому, в котором он пишет, что посылает ему шифр для корреспонденций. Этот шифр имел такие правила пользования: «Сии слова без разделения и без точек и запятых писать, а вместо точек и запятых и разделения речей вписывать из нижеподписанных букв…»:
Слово «УЖГОРОД» превращалось в шифротекст «амнюинхицахизе».
Был здесь и небольшой словарь с именами некоторых государственных деятелей и названиями нескольких воинских подразделений и географическими названиями. Это обстоятельство также нашло отражение в правилах пользования, где говорилось: «Буде же когда случится писать нижеписанных персон имяна и прочее, то оныя писать такими знаки, какия против каждой отмечено, однакож все сплош, нигде не оставливая, а между ними ставить помянутыя буквы, которыя ничего не значат».
Интересным был и блокнот с шифрами, которыми переписывался Петр I. Это была тетрадь, листы которой были скреплены веревкой. Размер тетради: 20 Ч 16 см. На каждой ее странице было записано по одному шифру, а всего их было шесть:
1) шифр Петра I, который был ему прислан из КИД во Францию в 1720 году для переписки «от двора ко двору»;
2) шифр «для писем к графу Г. и барону П.»;
3) к князю Г. Ф. Долгорукому;
4) к князю А. И. Репнину (1715);
5) «азбука, которая была прислана от двора его царского величества при указе № …, а полученная 30 июля 1721 г.»;
6) «азбука цифирная, какову прислал Дмитрий Константинович Кантемир в 1721 г.».
Последний шифр с российским алфавитом отличался от предыдущих тем, что как шифробозначения в нем были использованы не буквы какого-нибудь алфавита, а числа. Рассмотрим еще несколько шифров раннего типа.