Если после шифрования первой буквы ротор проворачивался на один шаг от своей изначальной позиции, то итоговый результат простой замены полностью менялся, потому что на один шаг сдвигались и все провода в роторе (в первой машине Хэберна ротор при шифровании каждой буквы сдвигался на один шаг). Поскольку шагов (позиций) было всего 26, то по мере вращения колеса при шифровании первых 26 букв текста появлялось 26 разных шифровальных алфавитов.
После того, как первые 26 букв были зашифрованы, ротор опять возвращался в исходное положение и последовательность алфавитов повторялась. С криптографической точки зрения, такое повторение было недостатком, потому что оно наступало после шифрования слишком малого количества букв исходного текста. Чтобы усложнить процесс шифрования, стали соединять в ряд несколько роторов.
Если, например, использовали три ротора, то электрический импульс проходил при шифровании по очереди через каждый из них, и на каждый ротор приходилось по 26 возможных позиций. Таким образом трёхроторное устройство было способно создать 26x26x26=17576 разных шифровальных алфавитов. После того, как была зашифрована каждая буква исходного текста, можно было выбрать новый алфавит путём перестановки одного или более имеющихся роторов так, чтобы изменить переплетение проводов, по которым проходил ток. Хэберн построил машины с четырьмя и пятью роторами. Один из роторов участвовал в работе при шифровании каждой буквы, потому назывался «быстрым» ротором.
Другой ротор вступал в работу только один раз в течение каждого оборота «быстрого» ротора и назывался «средним» ротором. «Медленный» же ротор вступал в работу один раз за период вращения «среднего» ротора.
Таким образом машина Хэберна могла порождать огромное множество шифровальных алфавитов, причём для шифрования каждой новой буквы исходного текста использовался полностью новый алфавит. Более того, роторы в машине могли, при желании, выниматься и переставляться в произвольном порядке. Ещё одной переменной величиной при шифровании какого-либо сообщения этой машиной было изначальное положение роторов.
В начале 1921 года Хэберн прибыл в Вашингтон, связался с представителями службы связи американского ВМФ и продемонстрировал им собственное изобретение, одновременно направив свою первую заявку на шифродиск в вашингтонское патентное бюро. «У нас долгое время безуспешно пытались, — вспоминал позже тогдашний начальник службы связи ВМФ, — внести радикальные изменения в систему обеспечения секретности военных коммуникаций.
