Збереглися і шифри канцлера Р.І.Головкіна. Так, шифри, якими користувався канцлер у 1721, 1724 і 1726 роки для листування з різними державними діячами, були підшиті в один зошит. У кореспондентів Головкіна були перші примірники цих шифрів, у канцлера – другі. У цей зошит було включено 17 шифрів. Серед них «Азбука Олексія Гавриловича Головкіна», «Азбука князя Бориса Івановича Куракіна», «Азбука Олексія Бестужева», «Азбука губернатора астраханського пана Волинського», «Азбука Флоріо Беневені» тощо.

Всі ці шифри побудовані однаково, хоча і мають деякі особливості. Так, в «Азбуці Головкіна» російський алфавіт, де кожній приголосній букві відповідало по одному шифропозначенню, а голосній – по два, одне з яких – буква латиниці, а інше – двозначне число. Цікаво, що на відміну від багатьох інших шифрів, цей шифр написаний не в горизонтальних рядках, а по вертикалі у два стовпці. В ньому було 5 пустушок (букви кирилиці), як помічено: «пустые между слов дабы растановок не знать». Крім того, були особливі, також буквені позначення для ком і крапок. Таких позначень було також п'ять.

Як умовні позначення використовувалася ціла система цифр, ідеограм, особливих значків, спеціально складених алфавітів. Так, у шифровках Петро І зображував ім'я українського гетьмана Івана Мазепи у вигляді сокири й шибениці після того, як той перейшов до шведського короля Карла XII у жовтні 1708 року, а керівника повстання в 1707—1709 років К. Булавіна – у вигляді шибениці.

Петро І приділяв особливу увагу надійній розсилці шифрів і ключів до них. Він писав одному зі своїх послів: «При этом посылаем к Вам ключ, и ежели посланный здорово с ним поедет, и о том к нам отпиши, дабы мы впредь нужные письма могли тем ключом писать и посылать». За указом Петра І кур'єр повинен був «как можно меньше знать, что он перевозит, и быть довольным оплатой своего труда». Самому ж кур'єру наказувалося: «…отнюдь ничьей грамотки не распечатывать и не смотреть».

Отже, документи свідчать, що в петровську епоху центром, де створювалися шифри, де вони вручалися або звідки вони розсилалися кореспондентам, був спочатку Посольський наказ, потім Посольська похідна канцелярія, а з 1720 року – Перша експедиція КЗС.

Вся діяльність з виготовлення шифрів здійснювалася під безпосереднім керівництвом самого імператора, канцлера і віце-канцлера. Як у майбутньому в КЗС, вже в Посольському наказі існував спеціальний штат, якому доручалося зашифровувати і розшифровувати листування. Текст, який підлягав зашифруванню, переписували належним чином дяки Посольського наказу, а потім перекладачі і секретарі Колегії закордонних справ. Вони ж здійснювали й розшифрування листів.

У ділових паперах нерідко вживалося слово «переклад», коли мова йшла про розшифровані листи, і згадувалися «перекладачі» – особи, що займалися не тільки власне перекладом кореспонденції, але й її розшифруванням. У Посольському наказі, наприклад, перекладачем польських листів був Голембовський. Він же «перекладав», тобто розшифровував листи, написані тайнописом, які приходили з Польщі. П.П.Шафіров, посилаючи Головкіну листа польських міністрів, писав: «А цифирь такая, чаю, есть у Голембовского».

Ключ до шифру вручали безпосередньо тій особі, з ким належало листуватися. Проте частини ключа могли пересилатися з нарочними. Для цього їх упаковували в конверт, який опечатувався декількома сургучними печатками. На конверті іноді писалося ім'я нарочного. Так, у 1709 році Я. У. Полонському було доручено стежити за рухом війська бобруйського старости та не допускати його до з'єднання з корпусом шведського генерала Крассау. Полонський був зобов'язаний застосовувати шифр. «При этом посылаем к Вам ключ, – писав Петро, – и ежели сей посланный здорово с ним поедет, и о том к нам отпиши, дабы мы впредь нужные письма могли тем ключем писать и посылать».

Повідомлення кореспондентів, отримані КЗС, читалися секретарями експедиції при отриманні їх з пошти, написані шифром розбиралися ними або підпорядкованими ним нотаріусом-реєстратором, канцеляристом і копіїстами. Після цього секретарі були зобов'язані, якщо президента і віце-президента в КЗС не було, посилати ці реляції до них додому, а під час засідань КЗС про них доповідати, записувати резолюції, що накладалися на них, і складати у відповідь рескрипти.

Ці рескрипти прочитувалися на наступному засіданні, причому, згідно з наказом від 5 квітня 1716 року, і чорнові їх списки, і переписані начисто підписувалися всіма членами КЗС та скріплялися секретарем. Потім текст рескрипту зашифровувався та направлявся у відповідну адресу з кур'єром. Вся робота КЗС була строго регламентована. Вхід в апартаменти КЗС дозволявся тільки особам, що там служили. Інструкція від 11 квітня 1720 року, в якій було встановлено побудову КЗС, закінчувалася приписом, як зберігати державні печатки і «цифирные азбуки».

Для збереження листа в таємниці застосовувалися відповідні охоронні заходи. Так, лист Петра I до Огильві від 17 лютого 1706 року супроводжувався таким записом: «Февраля в 17 день цыфирью Реновою. А посланы в 22 день; замешкались за тем, что азбуку переписывали и в пуговицу вделывали. Посланы с маером Вейром».

Посилалися в КЗС такі азбуки в конвертах, які опечатувалися червоними сургучними печатками, однак не державними, а особистими відправників. Пересилали шифри досить часто, адже термін їх дії був обмежений і документи, що вийшли з дії, направлялися в КЗС.

Постійно шифроване листування здійснювалося з дипломатичними представниками Росії за кордоном, зокрема: при віденському дворі – Голіциним, Урбіхом, Беклемішевим, Веселовським; при прусському дворі – з Льотом, а потім з Головкіним. Спеціальні шифри для листування з російським двором мали: Матвеєв – посол в Англії, Голландії, Австрії; Куракін – посол в Римі, Лондоні, Нідерландах, Ганновері, Парижі, і багато інших дипломатів, чиї шифри збереглися.

Часто зашифровувалися листи й коронованих кореспондентів – польського короля Августа II, прусського короля Фрідріха, хоча частіше це листування вели міністри і вельможі союзних держав: саксонську – Арнштедт, Флемінг, польську – Шембек, Синявський, Шанявський, Денгоф, данську – Юст Юль. Листування це стосувалося питань міжнародної політики, укладання союзних договорів і військових питань. Шифроване листування прусського короля знаходилося в руках його міністра Кайзерлінга. Існувало таємне листування Росії і Молдавії. Відомі шифровані листи господаря Михайла Раковіци, молдавського «посланця» Георгія Кастріота. Короткочасні дипломатичні місії також супроводжувалися врученням таємної «азбуки» особі, що прямувала з Росії за кордон.

Вищий командний склад армії і флоту також мав шифри для листування з царем. Відомі шифровані листи Петра I до адмірала Апраксіна, фельдмаршала Огильві, фельдмаршала Шереметєва, фельдмаршала-лейтенанта Гольца та їх шифровані відповіді. При цьому Петро І приділяв велике значення якості тайнопису. Так, цар з невдоволенням повідомляв фельдмаршалу Огильві: «Цыфирь вашу я принял, но оная зело к разобранию легка».

У своєму листуванні кореспонденти використовували шифри, призначені для шифрування листування на різних мовах. В основному, у цей період застосовувалися так звані російські, німецькі і французькі шифри, в яких як шифровеличини використовувались букви, склади, слова, словосполучення відповідно російські, німецькі, французькі. Петро I особливо часто використовував французькі шифри.

У одному з листів Огильві скаржився Головкіну, що не зумів прочитати присланих розпоряджень Петра: «Французские цифирные грамотки нихто читать не может, тако не знаю, что на них ответствовать. Прошу. до извольте мне на все мои письма ответ учинить немецкою цифирью, ибо той францужкой нихто не разумеет». Такі ж скарги Огильві адресував і Петру: «… никого здесь нет, который бы французское ваше мог разуметь, понеже Рен ключ от того потерял… Изволте ко мне через цифирь мою писать, чтоб я мог разуметь…».

Петро пояснив, чому він перейшов у листуванні тайнописом з німецької мови на французьку: «Французскою азбукою к вам писали для того, что иной не было. А которую вы перво прислали, и та не годна, понеже так, как простое письмо, честь можно. А когда другую прислал, то от тех пор ею, а не французскою к вам пишем. А и французской ключ послан».

Вручалися шифри для таємного листування і особам, що отримували спеціальне військове завдання від царя. Найбільш близькою особою до Петра I, як відомо, був Меншиков, якому після Полтавської перемоги цар присвоїв чин генерал-фельдмаршала. Шифроване листування між Петром I і Меншиковим стосувалося надзвичайно важливих питань. Так, Петро I у січні 1708 року послав Меншикову шифроване «Рассуждение», яке розглядалося на військовій раді у місті Вільно 3 лютого, і просив його висловитися з даного питання. У іншому випадку Петро вимагав, щоб Меншиков зі свого боку прислав «Рассуждение» цифрою.

Меншиков, у свою чергу, листувався таємною азбукою і з дипломатами Долгорукими, і з підпорядкованими йому особами – генерал-майором Волконським, Боуром, Кропотовим і іншими. Комендант Полтави Келін отримав 19 червня 1709 року, тобто за тиждень до Полтавської битви, шифрований лист Петра I, відправлений до нього в шести примірниках. Цар писав: «Когда сии письма получите, то дайте в наши шанцы сегодня знак, не мешкав, однем великим огнем и пятью пушечными выстрелами рядом… что вы те письма получили».

Таким чином, військова шифрована кореспонденція супроводжувалася ще й умовною сигналізацією. Самі листи пересилалися в порожнистих бомбах, оскільки облога шведами Полтави не давала можливості листуватися іншим чином. Через 2 дні, 21 червня, Келін зумів повідомити Меншикова у шифрованому листі про тривогу, що спостерігалася у Полтаві, у шведському таборі та про перегрупування військ ворога у зв'язку з переходом російської армії на правий берег Ворскли.

Листування, що стосувалося важливих внутрішньополітичних питань, також шифрувалося. Так, спеціальний шифр був розроблений для листування про повстання на Доні у 1707—1708 роках. Ключ до цього шифру мали: Петро I, що стежив за ходом повстання, Меншиков – командувач кавалерією, адмірал Апраксін, який вів будівництво гаваней і флоту на півдні Росії, де розвивалося повстання, підполковник Преображенського полку Долгорукий, призначений начальником всіх озброєних сил, виставлених проти повстанців, і азовський губернатор Толстой, якому була підпорядкована територія, де знаходився оплот від турецької небезпеки – Азовська фортеця.

Таємне листування, для якого були розроблені особливі шифри, велося з адміністраторами прикордонних районів і губерній – з київським губернатором Голіциним і обер-комендантом Нарви Наришкіним.

У 1711 році для внутрішнього управління державою був створений Сенат. Дуже скоро після цього Петро I почав шифрувати свої листи Сенату. Зашифровані частини цих листів зазвичай стосувалися військових питань.

Таким чином, можна сказати, що урядове, загальнодержавне шифроване листування в петровську епоху активно велося у сфері зовнішньої політики та дипломатії, військової діяльності та вирішення внутрішньополітичних питань.

Разом із тим, Петро чудово розумів, що Росія в значній мірі відстала від провідних європейських держав у сфері криптології, тому ліквідувати це відставання можливо було лише перейнявши європейські шифросистеми та запросивши провідних криптологів Європи для роботи в Росії. Спочатку вибір Петра зупинився на одному з кращих фахівців у цій сфері того часу – Лейбниці, однак через смерть останнього криптослужба Росії ще впродовж довгого часу не могла досягти європейського рівня.