Vernam-Vigenère cipherประเภทของการเข้ารหัสแทนที่ใช้สำหรับการเข้ารหัสข้อมูล การเข้ารหัส Vernam-Vigenèreได้รับการคิดค้นขึ้นในปีพ. ศ. 2461 โดย Gilbert S.Vernam วิศวกรของ American Telephone & Telegraph Company (AT&T) ซึ่งเป็นผู้แนะนำตัวแปรหลักที่สำคัญที่สุดให้กับระบบรหัสVigenèreซึ่งคิดค้นโดยชาวฝรั่งเศสในศตวรรษที่ 16 ผู้เข้ารหัส Blaise de Vigenère
ในช่วงเวลาของการทำงานของ Vernam ข้อความทั้งหมดที่ส่งผ่านระบบเทเลพรินเตอร์ของ AT&T ถูกเข้ารหัสใน Baudot Code ซึ่งเป็นรหัสไบนารีซึ่งการรวมกันของเครื่องหมายและช่องว่างแสดงถึงตัวอักษรตัวเลขหรือสัญลักษณ์อื่น ๆ Vernam แนะนำวิธีการแนะนำการเทียบเคียงในอัตราเดียวกับที่ลดลงโดยความซ้ำซ้อนระหว่างสัญลักษณ์ของข้อความดังนั้นจึงปกป้องการสื่อสารจากการโจมตีด้วยการเข้ารหัส เขาเห็นว่าระยะเวลา (เช่นเดียวกับข้อมูลความถี่และความสัมพันธ์ระหว่างสัญลักษณ์) ซึ่งก่อนหน้านี้ใช้วิธีการถอดรหัสของระบบVigenèreที่แตกต่างกันสามารถกำจัดได้หากชุดของเครื่องหมายและช่องว่างแบบสุ่ม (คีย์ที่ทำงานอยู่) ปะปนกับข้อความในช่วง การเข้ารหัสเพื่อสร้างสิ่งที่เรียกว่าการเข้ารหัสสตรีมหรือสตรีมมิ่ง
อย่างไรก็ตามมีจุดอ่อนที่ร้ายแรงอย่างหนึ่งในระบบของ Vernam จำเป็นต้องใช้สัญลักษณ์สำคัญหนึ่งตัวสำหรับสัญลักษณ์ข้อความแต่ละอันซึ่งหมายความว่าผู้สื่อสารจะต้องแลกเปลี่ยนคีย์ขนาดใหญ่ที่ทำไม่ได้ล่วงหน้ากล่าวคือต้องแลกเปลี่ยนคีย์ที่มีขนาดใหญ่เท่ากับข้อความที่จะส่งในที่สุด ตัวกุญแจประกอบด้วยเทปกระดาษแบบเจาะรูที่สามารถอ่านได้โดยอัตโนมัติในขณะที่พิมพ์สัญลักษณ์ที่แป้นพิมพ์เครื่องพิมพ์ดีดและเข้ารหัสสำหรับการส่ง การดำเนินการนี้ดำเนินการในลักษณะย้อนกลับโดยใช้สำเนาเทปกระดาษที่เครื่องพิมพ์ดีดที่รับสัญญาณเพื่อถอดรหัสการเข้ารหัส ในตอนแรก Vernam เชื่อว่าคีย์สุ่มสั้น ๆ สามารถนำมาใช้ซ้ำได้อย่างปลอดภัยหลายครั้งดังนั้นจึงเป็นเหตุให้ความพยายามในการส่งมอบคีย์ขนาดใหญ่ดังกล่าว แต่การนำคีย์กลับมาใช้ใหม่ทำให้เสี่ยงต่อการถูกโจมตีด้วยวิธีการประเภทที่ Friedrich W. Kasiski คิดค้นขึ้นเจ้าหน้าที่กองทัพเยอรมันในศตวรรษที่ 19 และนักวิเคราะห์รหัสลับในการถอดรหัสรหัสลับที่สร้างโดยใช้ระบบVigenèreได้สำเร็จ Vernam เสนอทางเลือกอื่น: คีย์ที่สร้างขึ้นจากการรวมคีย์เทปที่สั้นกว่าสองอันของmและnเลขฐานสองหรือบิตโดยที่mและnไม่มีปัจจัยร่วมอื่นใดนอกจาก 1 (เป็นจำนวนเฉพาะ) สตรีมบิตที่คำนวณแล้วจะไม่ทำซ้ำจนกว่าm nมีการผลิตบิตของคีย์ ระบบการเข้ารหัส Vernam เวอร์ชันนี้ถูกนำมาใช้และใช้งานโดยกองทัพสหรัฐฯจนกระทั่งพันตรี Joseph O. Mauborgne แห่ง Army Signal Corps แสดงให้เห็นในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 1 ว่าการเข้ารหัสที่สร้างจากคีย์ที่ผลิตโดยการรวมเทปสั้น ๆ สองเทปหรือมากกว่าแบบเชิงเส้นสามารถถอดรหัสได้ โดยวิธีการเรียงลำดับที่ใช้ในการเข้ารหัสการวิเคราะห์รหัสรันคีย์ งานของ Mauborgne นำไปสู่การตระหนักว่าทั้งระบบการเข้ารหัสรหัสเดียวซ้ำหรือสองเทป Vernam-Vigenèreไม่ได้รับการเข้ารหัส ผลที่ตามมาที่ยิ่งใหญ่กว่าต่อการเข้ารหัสสมัยใหม่ในความเป็นจริงความคิดที่ยังคงเป็นรากฐานที่สำคัญ - เป็นข้อสรุปที่วาดโดย Mauborgne และ William F. Friedman (ผู้นำหน่วยสืบราชการลับของกองทัพสหรัฐฯที่ทำลายระบบการเข้ารหัสของญี่ปุ่นในปีพ. ศ. 2478–36) ที่ปลอดภัยโดยไม่มีเงื่อนไขจะใช้คีย์แบบสุ่มครั้งเดียวอย่างไรก็ตามการพิสูจน์เรื่องนี้มีให้เกือบ 30 ปีต่อมาโดยนักวิจัยของ AT&T อีกคนคือ Claude Shannon บิดาแห่งทฤษฎีสารสนเทศสมัยใหม่
ในการเข้ารหัสแบบสตรีมคีย์จะไม่ต่อเนื่องกันกล่าวคือความไม่แน่นอนที่ cryptanalyst มีเกี่ยวกับสัญลักษณ์คีย์ที่ต่อเนื่องกันต้องไม่น้อยกว่าเนื้อหาข้อมูลโดยเฉลี่ยของสัญลักษณ์ข้อความ เส้นประในรูปบ่งชี้ว่าความถี่ดิบของรูปแบบการเกิดขึ้นหายไปเมื่อข้อความร่างของบทความนี้ถูกเข้ารหัสด้วยคีย์แบบสุ่มครั้งเดียว สิ่งเดียวกันนี้จะเป็นจริงหากมีการพล็อตความถี่ของไดกราฟหรือทริกกราฟสำหรับการเข้ารหัสที่ยาวเพียงพอ กล่าวอีกนัยหนึ่งระบบมีความปลอดภัยโดยไม่มีเงื่อนไขไม่ใช่เพราะความล้มเหลวใด ๆ ในส่วนของการเข้ารหัสลับในการค้นหาเทคนิคการเข้ารหัสลับที่ถูกต้อง แต่เป็นเพราะเขาต้องเผชิญกับตัวเลือกจำนวนมากที่แก้ไขไม่ได้สำหรับคีย์หรือข้อความธรรมดา
