In questi sistemi di cifratura, ogni simbolo del testo in chiaro viene trasformato in un simbolo dell'alfabeto del testo cifrato. I segni di punteggiatura e gli spazi non vengono cifrati, in modo tale che il testo diventa un'unica stringa di caratteri alfabetici. Questi cifrari si dividono in due categorie: monoalfabetici e polialfabetici. Nei monoalfabetici, ogni carattere, una volta sostituito con un altro carattere, conserverá tale sostituzione durante tutta la fase di cifratura; per esempio, se la parola BACCA sará cifrata in EFGGF, allora la lettera A sará sempre F, la C sará G e cosı via. Nei sistemi polialfabetici, invece, lo stesso carattere puó essere cifrato in modo differente. Un esempio di cifrario a sostituzione monoalfabetica è quello di Cesare. Nei cifrari che vedremo l'alfabeto sará di 26 caratteri posti in corrispondenza biunivoca con gli interi da 0 a 25 come mostrato nella Tabella 1:
- Tabella 1 -
A B C D E F G H I J K L M 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
N O P Q R S T U V W X Y Z 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Vediamo alcune varianti degli schemi a sostituzione.