Во всеобщей истории почти не нашла отражения криптографическая практика в мрачные годы средневековья. В этот период искусство шифрования, и тем более дешифрования, сохранялось в строжайшей тайне. Известно, например, что в годы крестовых походов составители шифрованных писем, служившие у папы римского, после года работы подлежали физическому уничтожению — так сохранялась тайна применявшегося шифра.
В эпоху Возрождения в итальянских городах–государствах параллельно с расцветом культуры и науки активно развивается криптография. Торговля, мореплавание, войны требовали развития шифрованной связи внутри государств, между государствами, а также отдельными лицами, принадлежавшими к различным политическим и религиозным партиям. Так, нередко ученый зашифровывал свои гипотезы, чтобы не прослыть еретиком и не подвергнуться преследованиям инквизиции.
Научные методы в криптографии впервые появились, по-видимому, в арабских странах. Арабского происхождения и само слов «шифр». О тайнописи и ее значении говорится даже в сказках «Тысячи и одной ночи». Первая книга, специально посвященная описанию нескольких систем шифров, появилась уже в 855 году, она называлась «Книга о большом стремлении человека разгадать загадки древней письменности». В 1412 году издается 14–томная энциклопедия, содержащая систематический обзор всех важнейших областей человеческого знания, — «Шауба аль-Аща». Ее автор Шехаб аль-Кашканди. В этой энциклопедии есть раздел о криптографии под заголовком «Относительно сокрытия в буквах тайных сообщений», в котором приводятся семь способов шифрования. Здесь же дается перечень букв в порядке частоты их употребления в арабском языке на основе изучения текста Корана, а также приводятся примеры раскрытия шифров методом частотного анализа встречаемости букв.
Важность криптографии подчеркивается в книге знаменитого флорентийца Николо Макиавелли «О военном искусстве». В XIV веке появляется книга о системах тайнописи, автором которой был сотрудник тайной канцелярии папской курии Чикко Симонетти. В этой книге приводятся замены, в которых гласным буквам соответствует несколько значковых выражений, дается описание значкового шифра, в котором гласные получают несколько значений. Эти описания свидетельствуют о том, что папская курия была осведомлена о дешифровании шифров простой замены.
В XV веке появляется книга «Трактат о шифрах», написанная Габриелем де Левиндой — секретарем папы Клементия XII, из которой явствует, что криптография в те годы стояла уже на довольно высокой ступени развития. Автор приводит целый ряд шифров, в том числе дает описание шифра пропорциональной замены, в котором каждой букве ставится в соответствие несколько числовых или значковых значений пропорционально частоте встречаемости буквы в открытом тексте. Кроме того, предлагается заменить имена, названия должностей, географические наименования условными группами. В этот же период в Милане был предложен шифр, получивший название «миланский ключ», который представляет собой значковый шифр пропорциональной замены, где гласным буквам ставилось в соответствие пять знаков шифруемого алфавита.
В 1466 году известный философ, живописец, архитектор Леон Альберти также представил в папскую канцелярию трактат о шифрах. Этот труд–явился этапным в развитии криптографической мысли. В нем дается анализ повторяемости букв и обсуждаются пути предотвращения раскрытия шифров, рассматриваются различные системы шифров, такие как замена букв, их перестановка в словах, расстановка точек под буквами маскировочного текста. Работу свою автор завершает собственным шифром, который он назвал «шифром, достойным королей» и который, по его мнению, был недешифруем. Это шифровальный диск, положивший начало целой серии так называемых многоалфавитных шифров.
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.