16 сентября 1760 года Е. Н. Каржавину, «самовольно отлучившемуся за границу», было разрешено вернуться в Россию, где он начал работать переводчиком и составителем шифров в КИД. В бытность Е. Н. Каржавина в Париже в 1753 году к нему приехал родной племянник Ф. В. Каржавин.
Обучение Ф. В. Каржавина наукам в Париже продолжалось 13 лет. С мая 1763 года он жил у русского посланника в Париже графа С. В. Салтыкова. В письме отцу он писал: «Я окончил мои занятия в колледже. Я там изучал французский язык, латынь, латинскую поэзию, немножко древнегреческий язык, риторику, в которой заключено красноречие французское и латинское, философию, географию и опытную физику, которую я, могу похвастать, знаю лучше, чем французский язык; сейчас я учусь итальянскому и прохожу курс физики…».
В тот год Ф. В. Каржавин попал под опеку чиновников парижской миссии, где получил работу переводчика. Ф. В. Каржавин был купцом, литератором, путешественником и первым русским, побывавшим в США, на Кубе и Мартинике. Вернувшись в Россию в 1788 году, он так же, как до него Е. Н. Каржавин, стал работать в КИД переводчиком и составителем шифров. Принял он участие и в дешифровальной работе.
С середины XVIII века в России стали использовать новые шифры. Их основные отличия от предыдущих шифров были такими. Во-первых, на русском языке начали активно использоваться коды (номенклаторы) на большое количество букв, слогов, слов, фраз и т. п.; их число достигало 1200 символов. Как правило, это были алфавитные коды с цифровыми шифробозначениями. Наиболее часто используемым буквам, слогам и т. п. соответствовало несколько шифробозначений. Таким образом, применялся шифр гомофонной замены, но на уровне не только букв, но и словосочетаний. Коды менялись регулярно, поскольку ключом такого шифра был сам код-таблица замены.
Во-вторых, увеличилось количество пустышек, которые вставлялись в шифротекст. По этому поводу в одной из инструкций по использованию шифров указывалось: «Пустые числа писать где сколько хочется, только, чтобы на каждой строке было сих чисел не меньше трех или четырех». Так определялся лишь нижний уровень количества пустышек, а верхний уровень не устанавливался. Кроме того, «не начинать пиесы [шифротекст] значащими числами, но пустыми…». Тем самым начало шифротекста в сообщении маскировалось пустышками, что усиливало стойкость шифра.
Кроме того, в шифры вставляли «особые числа», шифробозначения которых обозначали те части шифротекста, которые при дешифровке необходимо было считать пустышкой. Например, знак «+» шифротекста означал, что следующее за ним шифробозначение не имело никакого смысла. Два знака «+ +» говорили дешифровщику, что не следует читать два следующих за ним шифробозначения и т. д. Знак «=» означал, что не следует принимать во внимание все шифробозначения, стоявшие за этим знаком в данной строке шифротекста, а знак «= =» уничтожал весь последующий шифротекст на данной странице. Знак «*» уничтожал предыдущее шифробозначение, два знака «**» уничтожали два предыдущих шифробозначения и т. д.
Таким образом, текст, зашифрованный в результате применения многочисленных пустышек и написания ничего не значимых отрезков, оказывался значительно длиннее открытого текста. Расчет разработчиков шифров именно в том и заключался, чтобы шифротексты были огромными цифровыми массивами, в которых, по их мнению, только знавший ключ мог отделить «зерно от плевел».
Чрезвычайно существенным для шифров этого типа было продолжение в них традиции использования при шифровании одного сообщения разных языков: как правило, все шифры были двуязычными. Их словарь состоял из двух частей: русской и французской (иногда немецкой). Открытый текст депеши составлялся на этих двух языках, при переходе в процессе шифрования с одного языка на другой ставились особые, заранее оговоренные в правилах числа, которых для каждого шифра было несколько.
Этот прием, когда разные части одной и той же депеши писались на разных языках, приводил к тому, что при шифровании не только практически вдвое увеличивалось количество используемых кодовых обозначений, но, что существеннее всего, смешивались и в известной мере выравнивались статистические характеристики шифротекста. При этом основные правила как для русской, так и для иноязычной части были одинаковыми, т. е. наличие множества пустышек, шифрования больших кусков псевдотекста, уничтожаемых при дешифровке, и т. д.
В правилах к этим шифрам говорилось: «В случае нужды смешаемы быть имеют между русскими французские речи и сочинения, равно как и между французскими русские… Пустые числа употребляются в начале и в конце параграфов по строке, по полутора, по две и более, а иногда по одному только, по два и по три числа. Иногда пиесы начинаются или оканчиваются самыми значащими. Но во всяком случае часто пишутся пустые в самой середине параграфа и вместо просодии [пробела], а иногда и вмешиваются и в середине фразисов и речений. Да сверх того ставятся между пустыми и самые значащие числа, кои не понадобятся и уничтожаются».
Екатерина II лично уделяла значительное внимание шифрованию сообщений. Так, отправляя генерал-майора Алексея Григорьевича Орлова (1735–1807) в Европу с разведывательным заданием, она обеспечила его «нарочно сочиненным цифирным ключом», прибавив, что «этот ключ используется для корреспонденции вашей с Нами, которая по важности предмета своего требует непроницаемой тайны». Орлову были предоставлены также отдельные шифры на русском, немецком и французском языках для переписки при необходимости с русскими послами «при государственных дворах». Для обеспечения шифрованной переписки Орлов имел надежных и подготовленных «служителей канцелярских».
В тот период в России появились «циркулярные» шифры, т. е. общие шифры у послов и КИД, позволявшие оперативно передавать послам общие указания, приказы и т. п.
Таким образом, к середине XVIII века в России была создана сеть общей шифрованной связи. Общий шифр получил название «генеральная цифирь». Вместе с ним сохранились и «индивидуальные» шифры для связи «центра» с корреспондентами сети. Каждый корреспондент, как правило, имел несколько «индивидуальных» шифров.
Из «Генеральных цифирь» XVIII века известны такие:
в 1762 году на русском языке, с помощью которого обменивались корреспонденцией с КИД и между собой: А. П. Бестужев-Рюмин (Париж), Г. Кейзерлинг (Вена), И. А. Корф (Копенгаген), Н. И. Панин (Стокгольм), А. М. Голицын (Лондон), А. С. Мусин-Пушкин (Гданьск), К. М. Симолин (Митава), И. М. Симолин (Регенсбург), П. С. Салтыков («заграничная армия»), А. М. Обресков (Константинополь);
в 1762 году для тех же корреспондентов, но переписку можно было вести сразу на трех языках: русском, французском и немецком. Дополнительно этот шифр в 1764 году был дан генерал-майору князю Николаю Васильевичу Репнину, который следовал как полномочный министр к прусскому двору, а также генерал-аншефу князю Семену Федоровичу Волконскому;
в 1764 году на русском и французском языках, которая была разослана российским представителям в Вене, Варшаве, Копенгагене, Лондоне, Стокгольме, Берлине, Гааге, Париже, Дрездене, Митаве, Регенсбурге, Гданьске, Мадриде, Гамбурге, Константинополе;
в 1768 году на русском и французском языках, разосланная по тем же 15 адресам;
в 1771 году на французском и русском языках, разосланная в Митаву, Гданьск, Берлин, Дрезден, Париж, Мадрид, Гаагу, Лондон, Гамбург, Копенгаген, Стокгольм, Вену, Регенсбург, Варшаву, командующему 1-й и 2-й армиями генерал-фельдмаршалу графу Петру Александровичу Румянцеву, генерал-аншефу князю Василию Михайловичу Долгорукову. В 1779 году этот же шифр был дан отправленному в Португалию чрезвычайному послу и полномочному министру графу Максимилиану-Вильгельму-Карлу Нессельроде;
в 1773 году на русском языке под знаком «165», разосланная, по сравнению с предыдущей, по первым 14 адресам;
под знаком «40, 68 и 77» — наиболее известная «цифирь» XVIII века. Она включала две тысячи словарных величин и объединяла КИД с 15 корреспондентами за рубежом: графом Г. О. фон Штакельбергом в Варшаве, князем П. А. Голицыным в Вене, бароном А. Ф. Ассебургом в Регенсбурге, князем И. С. Барятинским в Париже, министром С. С. Зиновьевым в Мадриде, посланником А. М. Белосельским-Белозерским в Дрездене, князем А. М. Голицыным в Гааге, министром И. М. Симолиным в Стокгольме, министром П. П. Долгоруковым в Берлине, министром К. И. Остен-Сакеном в Копенгагене, министром А. С. Мусиным-Пушкиным в Лондоне, резидентом Г. И. Гроссом в Лондоне, послом А. С. Стахиевым в Константинополе, резидентом И. М. Ребиндером в Гданьске, князем Н. В. Репниным в Берлине.
В 1771 году была параллельно организована общая сеть шифрованной связи, охватывавшая абсолютно другой регион. Так, с помощью «Генеральной цифири» в 1771 году под знаком «1631» переписывались между собой и с КИД десять корреспондентов: полномочный министр Я. И. Булгаков в Константинополе, граф С. Р. Воронцов в Венеции, граф А. К. Разумовский в Неаполе, полномочный министр А. С. Мордвинов в Генуе, полномочный министр князь Н. Б. Юсупов в Турине, граф Морениго во Флоренции, поверенный А. К. Псаро по делам на Мальте, генеральный консул в Смирне коллежский советник И. И. Хемницер, генеральный консул в Молдавии, Валахии и Бессарабии И. И. Северин, коллежский асессор Юлиниц в Сицилии.
В КИД велся тщательный учет всех «цифр». Их перечень, списки лиц, кому они были разосланы, от кого получены назад отдельные экземпляры, на каком языке были составлены, и другие необходимые сведения заносились в особые реестры.
Если экземпляр шифра кем-то из корреспондентов терялся или возникало подозрение, что шифр оказывался известен врагу, то немедленно издавался императорский указ о выведении этого шифра из действия и замене его другим. Этот указ сразу же рассылался всем корреспондентам, входившим в данную сеть связи.
Соблюдению тайны шифропереписки в КИД уделялось большое внимание. Рассуждая «о наилучшем содержании в секрете всех в секретной экспедиции дел», Коллегия еще в 1744 году определила приказать всем служителям этой экспедиции (и архиву) «ни с кем из посторонних людей об этих делах не говорить, не ходить во дворы к чужестранным министрам и никакого с ими обхождения и компании не иметь».