ワンタイムパッド
暗号化のときとは逆に、もし数値が負になれば、26を加算して正の数にする。(実際に人間が行うと、引けないときには26を加算してから引くかもしれない。)
これでボブは "HELLO" というアリスのメッセージを復元できる。アリスとボブは、2人とも使い終わった暗号鍵の紙をすぐに破棄し、再使用したり暗号解読に使われたりするのを防ぐ。KGBは、エージェントに渡すワンタイムパッドに、よくフラッシュペーパーでできた小さな紙を使った。フラッシュペーパーは、化学合成されたニトロセルロースでできており、火をつけると一瞬で燃え上がり灰を残さない。
スパイ活動で使う古典的なワンタイムパッド(隠しやすくした小さな帳と尖った鉛筆、それに暗算を必要とする)は、ソフトウエアとして実装することも可能で、データファイル(平文)と暗号鍵(ランダムな数列)を入力とし、暗号化されたデータファイルを出力する。この場合、平文と鍵を組み合わせるのには排他的論理和(XOR)がよく使われる。XORはマシンに特化した機械命令で実行され、通常は非常に高速なためである。しかしながら、暗号鍵が真にランダムで、一度だけ使用され、決して敵に知られず、また使用後に確実に破棄されることなどを確実にするのは難しい。特にソフトウエアでは、平文の安全な処理や伝送、真にランダムな鍵、その鍵の一度だけの使用といった、ワンタイムパッド実装の補助的な部分に多くの困難を伴う。
太平洋戦争中に陸軍は、ワンタイムパッドを無限式乱数(または特乱)と称して採用した。開発と採用に、釜賀一夫が貢献している。第一線部隊で全面採用された結果、「第一線部隊の暗号は弱い」との常識を覆した。戦後、GHQ尋問官は、この暗号を理論解読することができなかったことを彼に示唆した。
乱数は前線の暗号兵が袋に入れた乱数カードを引き出すハイハット方式で逐次作成するのを原則としたが、実際には暗号兵が思いついた数字を書き出していく「フリーハンド」方式も併用された。
暗号兵が乱数を作成し、カーボン複写紙で2部作成した。盗写対策として、各ページを黒紙と綴じ糸でマスクした。使用済みのワンタイムパッド(ページ)は、焼却処分した。未使用部分は、敵に捕獲されても問題なしとされ、玉砕時にも処分されなかった。陸軍の通信体系では通信相手が限定されているので、ワンタイムパッドの印刷・配布も実現できた。
ワンタイムパッドを捕獲した米兵からは、俗に「トイレットペーパー」と呼ばれた(価値がなく、一度使用したら捨てることから)。