さらに、1950年代中頃にはワシントン近郊の政府要人の連絡のため音声暗号化装置KY-1が開発された。これは据え置き型の金庫の半分程度の大きさに小型化され、1ビット符号化（デルタ変調）を使って音声を50kbpsのデジタル信号に変換し暗号化する装置だった。普通の電話回線の帯域幅でこのデジタル信号を送ることは当時難しかったが、広帯域の電話線ケーブルを使えば42km（26マイル）程度の距離を伝送可能なことが分かったため、この装置はホワイトハウスと国務省、ペンタゴン、ラングレーのCIAや政府高官の自宅などの限られた場所に設置された。例えば、初期のモデルはゲティスバーグにあったアイゼンハワー大統領の農場に設置されていたことが知られている。それ以前の秘話装置と異なり政府の秘話電話専用の特別な通信施設に行かなくても各オフィスや自宅で使うことができたため利便性が向上したが、通常の電話と異なりプッシュ・ツー・トークでいちいち送受信を切り替えながら会話を行う方式だったためスムーズな会話ができず、利用者である政府高官や大統領にとって使いやすいものではなかった。さらに、使用されている暗号化方式の脆弱性も発見された。このような理由により改良された音声暗号化装置の開発が1950年代末頃から始まりKY-3と名付けられた。これは1960年代で最も成功した秘話装置になった。伝説によると、それ以前に多く使われていたチャネルボコーダー使用のKY-9のような音質の悪い秘話装置ではケネディ大統領からの電話での指示を聞き取るのが大変だったため開発が始まったとも言われる。冷戦が始まりソビエト連邦による電話ケーブルの盗聴やマイクロ波回線の傍受が問題となったアメリカでは、このKY-3が1960年代中頃から1980年代末まで軍事用と政府/議会/軍需産業間の比較的近い地域内での連絡用に使われた。この装置もKY-1と同様チャネルボコーダーを使わない方式で、音声を直接6ビットPCMで符号化し暗号化した50kbpsのデジタル信号を4線式の広帯域電話回線で送受信した。それまでのKY-1と異なり送受信を切り替えることなく普通の電話機のように同時通話ができて使いやすくなり、またドナルドダックのような声になるKY-9などと比べはるかに聞きやすかった。当時のKY-3は「声を聴くだけで相手が誰だかわかる数少ない秘話装置の一つ」とコメントされている。この装置も事務所用の金庫のような外観と大きさで、前面の扉を開けダイアル鍵がある内部の扉を開くと、独立した3段のユニットが格納され、それぞれのユニットが送信、受信と、電源やPCMエンコーダ/デコーダなどの機能を受け持っていた。各ユニットにもHY-2ボコーダーと同様、FLYBALLと呼ばれるモジュール化されたトランジスタ回路が使用された。送信と受信のユニットにはそれぞれカードリーダーがあり、暗号鍵はセットしたパンチカードから読み取った。
VHF帯以上での無線通信や広帯域の電話回線のように広い帯域の通信回線を使える用途ではチャネルボコーダによる無理な圧縮を行う必要がないため、比較的少ないハードウェアで十分な音質の秘話が実現できた。初期のデジタル式音声暗号化装置のひどい音質を改善するため、広帯域の通信回線を使う音声暗号化装置の開発も従来の狭帯域用音声暗号化装置の開発と並行して行われた。1940年代の終り頃にチャネルボコーダを使わないPCM方式の音声暗号化装置AFSAY-816が作られ、米陸軍通信情報部 (Signals Intelligence Service) の司令部のあるアーリントンホールと米海軍のセキュリティステーションがあるネブラスカアベニューとの間の連絡に使われた。送受信には広い帯域が必要だったため専用のマイクロウェーブ回線が使用された。暗号解読にコンピュータが使われだすとAFSAY-816で使われた真空管式の単純な暗号鍵生成回路では暗号強度の点で不安が出てきたため、改良された音声暗号化装置KY-11に置き換えられた。これらの装置はまだまだ大きく、秘話電話のための特別な通信施設でのみ使用できた。
Brainbowの技術はCre-loxP部位特異的組換えを用いる。Cre-loxP部位特異的組換えは組み換え酵素CreがloxP部位を攻撃し染色体を切断し、二つの染色体の鎖を交換する反応である。最初に開発されたbrainbowはBrainbow-1とBrainbow-2の両手法を用いる。Brainbow-1とBrainbow-2は異なるCre-loxP部位特異的組換えによる手法である。Brainbow-3はBrainbow-1の改良手法であり、2013年に開発された。いずれの手法でも蛍光タンパク質の発現は確率的であり、ランダムに発生させる。Brainbow-1はloxPによって区切られた位置にそれぞれ異なる蛍光タンパク質 (XFP)の遺伝子を導入する。Cre-loxP部位特異的組換えは同じloxP部位同士でしか組換え反応を起こさないので、全ての組換えの組み合わせに対して異なるDNA配列が生成される。組換え反応後、プロモーターの直後に置かれたXFP領域がデコードされ、蛍光タンパク質が発現する。三つのloxP部位で区切られた四種類のXFPが発現し、四つの異なる蛍光タンパク質が得られる。Brainbow-2はCre-loxP部位特異的組換えの一つのセグメントから複数の組合せを得られることを利用する。Cre-loxP部位特異的組換えは組換え時にセグメントを元の向きとは逆方向にして結合させることがある。これを利用して、一つのDNAセグメントに逆方向に向いた二つのXFPを配置することで、一セグメントからランダムに二つの異なるXFPを発現させることが出来る。このようなDNAセグメントを二つ並べれば、三通りの配置がありうる。セグメントの一つが切除される場合も含めると、二つのセグメントから四通りの発現がありうる。Brainbow-3はBrainbow-1のloxP部位をそのままに、RFP, YFP, CFP遺伝子をmOrange2, EGFP, mKate2に置き換えた手法である。mOrange2, EGFP, mKate2が優れる理由は二つある。一つは、これらの蛍光タンパク質は励起スペクトルと蛍光スペクトルが殆ど重ならない。もう一つは、これらの配列はあまり相同性がないので、免疫染色のプロトコルなどで抗体に対して選択的に導入をする場合に有利である。Brainbow-3は同時にファネシル化(farnesylated)したXFPを用いることで、一つの神経細胞の膜が均等に染色されない問題も改善した。Brainbowを生体に発現させる場合は二体の遺伝子導入させた生物を交配させる必要がある。一体には組み換え酵素Creを、もう一体にはloxPとXFPを導入する。複数のXFP遺伝子を導入し組合せることでおよそ100個の異なる色を発現させることが出来る。これによって神経細胞の一つ一つが確率的に異なる組合せの蛍光タンパク質を発現し、よって異なる色相を持ち、標識される。Brainbowの蛍光は共焦点顕微鏡による脳断面の撮影によって観察することが出来る。蛍光タンパク質は励起スペクトルにある光子を受けると発光する。このシグナルを赤、緑、青のチャネルのセンサーで検出し、これを解析することで最終的な画像を得る。 この為、異なる色相の神経細胞が重なると正確な画像を得ることが出来なくなるという問題点がある。2007年の発表以来、Brainbowは主にマウスを使って実験・開発されてきた。しかし近年ではこの手法を他の生物に適応する為の研究も行われている。