Niepowtarzalny, losowy ciąg znaków klucza jest wyperforowany na taśmie papierowej i każdy bit tekstu jawnego jest dodawany modulo 2 do kolejnego bitu klucza.
Polega na tym, że każdy bit wiadomości dodajemy modulo 2 (funkcja XOR) z bitem pochodzącym z idealnego generatora losowego Taki generator można traktować jako ciąg losowy doświadczeń Bernoulliego z prawdopodobieństwem (np. rzut symetryczną monetą). Szyfrogram odczytujemy w analogiczny sposób, wykorzystując ciąg bitów wygenerowany przy szyfrowaniu:
Na podstawie twierdzenia: jeżeli dwie zmienne losowe i są niezależne i ma rozkład jednostajny nad to ma rozkład jednostajny nad otrzymujemy wiadomość zaszyfrowaną. Idealność szyfru polega na tym, że wnioskowanie o następnym bicie szyfrogramu możliwe jest jedynie z prawdopodobieństwem równym Innymi słowy nie ma żadnej metody, która pozwoliłaby powiększyć szansę zgadnięcia następnego bitu szyfrogramu nad ślepy traf.
Przykład Załóżmy, że: Ciąg bitów tekstu jawnego: Ciąg bitów klucza: Wtedy szyfr Vernama generuje ciąg bitów kryptogramu gdzie dla Litera tekstu jawnego A (11000 w kodzie Baudota) Litera klucza D (10010 w kodzie Baudota)
Szyfrowanie polega na dodaniu litery tekstu jawnego do litery klucza