Продолжение использования «царских» и «подпольных» шифров не могло служить надёжным средством защиты секретной информации Советской республики. Руководители республики понимали, что необходимо крайне «архиважно и достаточно срочно» создавать свои собственные шифровально-секретные службы.
Уже в декабре 1917 года в структуре народного комиссариата иностранных дел (далее НКИД) Советской республики появился «Отдел шифровальный и печатный». А 29 апреля 1918 года он был реорганизован в самостоятельный Шифровальный отдел. После реорганизации наркомата в августе 1918 года, когда Канцелярия НКИД по делам Запада была переименована в Отдел Запада, в него вошло также и шифровальное отделение.
В структуре Рабоче-Крестьянской Красной Армии (далее РККА) в начале мая 1918 года обязанности по шифрованию и дешифровке телеграмм были возложены на Общее отделение Военно-статистического отдела Оперативного управления Всероссийского главного штаба (далее ВГШ) РККА.
Вместе с этими структурами активно использовать средства криптологии начали и органы Всероссийской чрезвычайной комиссии по борьбе с контрреволюцией, саботажем и преступлениями (далее ВЧК). Так, в принятом 11 июня 1918 года «Положении о чрезвычайных комиссиях на местах» был 36-й пункт, в котором говорилось о том, что «для секретных сношений губернских комиссий, чрезвычайных комиссаров с ВЧК, вырабатывается определённый шифр, путем которого и происходят секретные сношения».
При этом, структуры местных органов ВЧК на то время ещё не предусматривали ни отдельного шифровального подразделения, ни должность шифровальщика. Шифры должны были храниться у руководителя местного органа ВЧК или его заместителя. Именно он персонально отвечал за секретность шифров.
Кроме того, в функции ВЧК входило проведение контроля за иностранной перепиской. Органы ВЧК организовали, по примеру соответствующих служб царской России, службу перлюстрации шифрованной корреспонденции аккредитованных в Москве представителей некоторых иностранных государств. Известно, что уже в начале 1920-х годов в Москве находились дипломатические и торговые посольства и миссии Германии, Англии, Турции, Италии, Финляндии, Польши, Ирана, Афганистана и прибалтийских государств.
Кроме телеграмм, которые поступали с телеграфа, часть шифрованной иностранной переписки и переписки «белой гвардии» по заданиям ВЧК и военных органов перехватывалась на Серпуховской приёмной радиостанции Революционного Военного Совета Республики (далее РВСР) и Шаболовской радиостанции Наркомата почт и телеграфов. Эти сообщения вместе с перехватом открытых сообщений иностранной прессы направлялись в так называемый «отдел обработки материалов» Особого отдела (далее ОО) ВЧК.
В отделе обработки материалов делались попытки расшифровать перехваченные радиограммы, полученные при обысках и арестах членов контрреволюционных организаций шифрованные документы. В отдельных случаях это удавалось сделать. Однако большинство шифродокументов, поступавших в отдел, оставалось нерасшифрованными. Что касается дипломатической шифрованной переписки, то она совсем не читалась.
Нуждалась в своих шифровально-дешифровальных подразделениях также и военная разведка. Поэтому 8 ноября 1918 года приказом Полевого Штаба (далее ПШ) РВСР 46 в соответствии с приказом РВСР 197/27 от 5 ноября в составе образованного Регистрационного (разведывательного) Управления (сокращённо Региструпр), в его Агентурном отделении, были введены должности «заведующего шифром» и его помощника (Владимир Александрович Панин и Пётр Борисович Озолин соответственно). А 13 ноября того же года приказом РВСР 217 было создано шифровальное отделение Отчётно-организационного отдела Организационного управления ВГШ РККА со штатом 14 человек.
21 июня 1919 года в утверждённом приказом РВСР 1018/186 новом штате Региструпра ПШ РВСР появилась «шифровальная часть» (начальник В.А. Панин, его заместитель П.Б. Озолин). А 20 сентября 1920 года в утверждённом приказом РВСР 1951/364 новом штате Региструпра появились шифровальное отделение (начальник П.Б. Озолин) и отделение связи (начальник Вольдемар Янович Закис).
Будучи заинтересованной в использовании данных шифропреписки, ВЧК направляла материалы для дешифровки в военные органы. Вот один из таких документов: «В Полевой штаб Реввоенсовета Республики. 14.IV.1920. Согласно резолюции начальника отдела обработки материалов Особого отдела ВЧК при этом сопровождаются три копии перехвата неприятельских радиограмм от 3 и 4 апреля с просьбой расшифровать в срочном порядке и вернуть в отдел обработки материалов ОО ВЧК».
Через 20 дней, 4 мая 1920 года, в ПШ РВСР был послан вторичный запрос по этому вопросу. И только в июне был получен типичный для подобной ситуации того времени ответ: «Ввиду невозможности установить ключ к этим телеграммам последние возвращаются в нерасшифрованном виде».
В то же время были созданы аналогичные шифровальные структуры в Главном артиллерийском управлении, Управлениях связи, снабжения, военных сообщений и других. В более низовых звеньях управлений шифровальных органов, как таковых, не было и вся работа по данному вопросу велась, как правило, по совместительству, без надлежащих норм секретности и конспирации, чаще всего необразованными и неподготовленными должным образом людьми.
На линиях связи Советской республики, в основном, применялись шифры простой и пропорциональной замены. В период борьбы с адмиралом Врангелем советской стороной применялся шифр «Республика», представлявший собой шифр Виженера с чередованием букв алфавита внутри квадрата в соответствии с ключом-лозунгом. Не менее широко применялись шифры «Москва» и «Секунда».
Шифр «Москва» также представлял собой шифр Виженера, где в качестве лозунга использовался тот же открытый текст, но сдвинутый на один шаг вправо, иначе процесс дешифровки был бы невозможен. При этом первая буква лозунга заранее оговаривалась и менялась по расписанию.
Шифр «Секунда» был обычным шифром замены на девять, две, тринадцать колонок. В 1919-20 годах были разработаны и применялись более стойкие шифры «Пулемёт», «Агитатор» и другие, которые лишь незначительно улучшили неблагоприятную в целом ситуацию с обеспечением секретности шифропереписки в Советской республике.
Но и эти быстрые разработки строились по старым принципам и не обеспечивали защиту секретов. Перехваченные радиосообщения РККА легко дешифровывались. Так, например, генерал-майор Лионель Денстервиль, командовавший экспедиционными войсками «Антанты» в Персии и Баку в 1918 году, в своих воспоминаниях писал, что благодаря использованию «красными» на Каспийском море старого царского кода, копия которого имелась в его штабе, английским войскам удалось получить важную информацию о действиях РККА. Эта информация существенно повлияла на ход боевых действий и позволила англичанам занять Баку и другие районы Кавказа.
Известно, что в период с 1918 по 1920 год почти все шифрованные советские военные и дипломатические сообщения успешно читались белогвардейцами, поляками, англичанами и шведами. Так, в августе сентябре 1919 года шифровальщики Генерального штаба польской армии «взломали» шифры РККА. В августе 1920 года они дешифровали 410 тайных телеграмм, подписанных Л.Д. Троцким (наст. фам. Бронштейн), М.Н. Тухачевским, Г.Д. Гаем и И.Э. Якиром. С августа 1919 и до конца 1920 года польские шифровальщики дешифровали несколько тысяч радиограмм РККА, в основном, приказы руководства армии по управлению войсками.