SIGSALY
暗号化が行われた12チャネル6段階の信号は、FSK(周波数偏移変調)とFDM(周波数分割多重化)を組み合わせた方式で変調された。当時は複数の電信の多重伝送にこの方式がすでに使われており、特性もよくわかっていたため、それを多値に拡張した方式が採用された。暗号鍵のレコードへの記録にも同じ方法を用いた。
この方式は、12チャネル分の異なった周波数の搬送波に対し、0から5までの段階に応じ周波数変調を行う方式(多値FSK)で、SIGSALYの通信に使われる短波帯のようにフェージングや雑音が多い環境で比較的性能が良い特徴があり、当時としては優れた方法だった。
この当時は多値パルス信号についての知識が少なく、サンプリング周期と最適なフィルタ特性についての問題を解決するため、現在デジタル信号処理で使われるアイパターンを用いた測定方法が初めて使われた。
デジタル信号の0/1を異なった周波数で表現する変調方式。
当時は電信のために考案、使用された。
1940年8月のプロジェクト開始直後、音声の暗号化についての過去の様々な特許の調査が行われた。見つかった80件ほどの特許は単に音声を複雑に処理するだけで、十分な時間と分析機器があれば容易に元の音声を復元できるものしかなく、全く新しい方式を考案する必要があった。その少し前に音声のアナログ圧縮方式としてベル研究所のダッドリー(Homer Dudley)がボコーダーを発明していた。ボコーダー出力の周波数レンジは数十Hz程度と電信やテレタイプと同程度で、その当時テレタイプ用の解読不可能な暗号として知られていたバーナム暗号とアナログ方式のボコーダーとを組み合わせることができれば解読不可能な音声暗号化システムができるため、多くの検討が行われた。 アナログ信号をPCMデジタル信号に変換する方法はイギリス人のリーブス(Alec Harley Reeves)がすでに発明済みで1937年にはフランスで特許を出願していたが、アメリカでの特許公開は1942年だったためSIGSALYの初期設計の段階では知られておらず、ベル研究所版のデジタル変換方式とバーナム暗号への応用の方法が考案された。
最初、ボコーダーからのチャネル毎のアナログ出力を特定の閾値を基準に0/1に変え、その出力を直接バーナム暗号で暗号化する方法が考案された。この方式は1ビット符号化に相当しアナログ信号が持つ情報のほとんどが失われるため、実験により音質が悪くて実用にならないことが分かったが、方式を決めるための第一歩となった。