प्रतिस्थापन सिफर एन्क्रिप्शन एल्गोरिदम का सबसे पुराना रूप है, जिसके अनुसार एक सादा पाठ संदेश का प्रत्येक वर्ण बनाता है और इसे सिफरटेक्स्ट में एक नए वर्ण के साथ पुनर्स्थापित करने के लिए प्रतिस्थापन प्रक्रिया की आवश्यकता होती है।
यह प्रतिस्थापन विधि नियतात्मक और प्रतिवर्ती है, जो इच्छित संदेश प्राप्तकर्ताओं को प्लेनटेक्स्ट को पुनः प्राप्त करने के लिए सिफरटेक्स्ट वर्णों को उलटने-प्रतिस्थापित करने में सक्षम बनाती है।
प्रतिस्थापन सिफर का विशिष्ट रूप मोनोअल्फाबेटिक प्रतिस्थापन सिफर है, जिसे "सरल प्रतिस्थापन सिफर" के रूप में जाना जाता है। एक व्यक्तिगत कुंजी मैपिंग फ़ंक्शन K पर आधारित मोनोअल्फ़ाबेटिक प्रतिस्थापन सिफर, जो मैपिंग K (α) से एक वर्ण के साथ एक विशिष्ट वर्ण α को लगातार बदल देता है।
एक मोनो-वर्णमाला प्रतिस्थापन सिफर एक प्रकार का प्रतिस्थापन सिफर है जिसमें प्लेनटेक्स्ट के समकक्ष अक्षरों को सिफरटेक्स्ट के समान अक्षरों द्वारा पुनर्स्थापित किया जाता है। मोनो, जो एक को परिभाषित करता है, यह दर्शाता है कि प्लेनटेक्स्ट के प्रत्येक अक्षर में सिफरटेक्स्ट का एक ही विकल्प है।
सीज़र सिफर एक प्रकार का मोनोअल्फाबेटिक सिफर है। यह प्रत्येक सादा पाठ वर्ण के लिए सिफर पाठ वर्ण प्राप्त करने के लिए समान प्रतिस्थापन पद्धति का उपयोग करता है। सीज़र सिफर में, यह देख सकता है कि यह केवल एक हैकर के लिए कुंजी को क्रैक करने के लिए है क्योंकि सीज़र सिफर सभी में केवल 25 कुंजी का समर्थन करता है। यह गड्ढा Monoalphabetic सिफर का उपयोग करके कवर किया गया है।
मोनोअल्फाबेटिक सिफर में, स्थानापन्न वर्ण प्रतीक वर्णमाला के 26 अक्षरों के यादृच्छिक क्रमपरिवर्तन का समर्थन करते हैं। 26! वर्णमाला के क्रमपरिवर्तन 4*10^26 तक जाते हैं। यह हैकर के लिए कुंजी हासिल करने के लिए क्रूर बल के हमले की आवश्यकता को जटिल बनाता है।
मोनो-अल्फाबेटिक सिफर एक प्रकार का प्रतिस्थापन है जहां प्लेनटेक्स्ट में एक प्रतीक और सिफर टेक्स्ट में एक प्रतीक के बीच संबंध लगातार एक-से-एक होता है और यह पूरी एन्क्रिप्शन प्रक्रिया के दौरान स्थिर रहता है।
इन सिफर को क्रिप्टैनालिसिस के लिए काफी हद तक अतिसंवेदनशील माना जाता है। उदाहरण के लिए, यदि 'T' को 'J' द्वारा एन्क्रिप्ट किया गया है, तो प्लेन टेक्स्ट मैसेज में किसी भी संख्या में उपस्थिति के लिए, 'T' को लगातार 'J' में एन्क्रिप्ट किया जाएगा।
यदि प्लेन टेक्स्ट "ट्री" है, तो सिफर टेक्स्ट "ADOO" हो सकता है और यह दर्शाता है कि सिफर संभवतः मोनो-अल्फाबेटिक है क्योंकि प्लेनटेक्स्ट में "O" दोनों को सिफर टेक्स्ट में "E" के साथ एन्क्रिप्ट किया गया है।
हालांकि हैकर को क्रूर बल के हमले की आवश्यकता नहीं होगी, यह ऑल-फियरसम स्टैटिस्टिकल अटैक का उपयोग करके कुंजी पर विचार करने के लिए लागू होता है। यदि हैकर किसी प्रतिस्थापन सिफर के प्लेनटेक्स्ट की विशेषताओं को समझता है, तो कुंजी स्थान के आकार की परवाह किए बिना, यह केवल सांख्यिकीय हमले का उपयोग करके सिफर को तोड़ सकता है। सांख्यिकीय हमले में वर्णों के लिए आवृत्ति वितरण को मापना, अंग्रेजी के समान आँकड़ों वाले लोगों की तुलना करना शामिल है।