I cifrari poligrafici sono cifrari nei quali la cifratura avviene per gruppi di segni (lettere); il testo chiaro viene raggruppato in gruppi di M elementi, ogni gruppo viene cifrato con un gruppo di N elementi dell'alfabeto cifrante. M o N possono anche essere uguali ad uno, ma non entrambi altrimenti si ricade in un sistema monografico. Si hanno quindi i seguenti casi.
| Famiglia | Descrizione | Esempi | |
|---|---|---|---|
| Poligrafici M:1 |
Il testo chiaro t viene diviso in gruppi di M elementi ed ogni gruppo viene cifrato con un elemento cifrato c. Se M=2 abbiamo una cifra digrafica, per digrammi; il primo esempio nella letteratura crittografica è la tavola 20x20 presentata dal Porta nel suo libro "De furtivis literarum notis ...". In questo caso il testo cifrato ha lunghezza parì alla metà del testo chiaro; in generale la lunghezza del cifrato è 1/N quella del chiaro. | Tavola digrammi Porta | |
| Poligrafici M:N | Un gruppo di M lettere del testo chiaro t viene cifrato con un gruppo di N elementi di C. | Cifra di Hill | |
| Digrafici 2:2 | Caso più semplice M = N = 2; ogni digramma del testo chiaro viene cifrato con un digramma del testo cifrato. | Playfair cipher | |
| Poligrafici 1:N | Una lettera del testo chiaro t viene cifrata con un gruppo di N elementi di C. | ||
| Digrafici matrice 5x5 | Nel caso N = 2, ogni lettera del chiaro viene cifrata con una coppia di lettere nel cifrato, per lo più basandosi su tavole quadrate con 5x5=25 lettere; il più antico esempio di matrice 5x5 è la scacchiera di Polibio che però non era segreta ma pensata per un telegrafo ottico; il Porta descrive una tavola rettagolare 5x4; in tempi più recenti molti cifrati, elencati a lato, usarono una matrice 5x5. Nei sistemi digrafici il testo cifrato c è lungo il doppio del testo chiaro t; la maggior parte dei metodi prevede però una qualche forma di sovracifratura per trasposizione o per sostituzione. | Cifra Pollux
Scacchiera Collon Cifra campale germanica 5x5. | |
| Digrafici matrice 6x6 | Una tabella 6x6 =36, estesa ai 10 numeri di una cifra, fu usata (cifra ADFGVX) dall'esercito tedesco nel 1918 alla fine della Grande Guerra.
| Cifra ADFGVX | |
| Trigrafici | Il Delastelle propose anche una cifra trifida; ogni lettera del chiaro è cifrata con una terna di numeri di C = {1,2,3} secondo una tabella prestabilita. Il cifrato è lungo il triplo del chiaro, ma le cifre vengono poi trasposte e riconvertite in lettere secondo la stessa tabella ottenendo così un cifrato di lunghezza pari al chiaro. | ||
I codici usati dalle diplomazie degli stati italiani nel rinascimento facevano spesso uso di un misto di cifrati monografici, digrafici, trigrafici e a repertorio (cifratura per parole). Erano usati simboli di fantasia, il cui declino ebbe inizio con l'invenzione della stampa a caratteri mobili. Si veda come esempio un dispaccio da Costantinopoli a Venezia del 1554.
Nell'Ottocento quando fu inventato il telegrafo i simboli di fantasia furono definitivamente abbandonati e si usarono metodi basati sull' alfabeto Morse; venivano cifrati i punti e le linee di tale codice; di questo tipo è la cifra Pollux.