В этот период научный и конструкторский потенциал советской службы криптографии и радиоразведки весьма активно подпитывался за счет информации, добытой агентурным путем. В феврале 1953 года, например, в Восточном Берлине резидентурой МГБ СССР был завербован писарь-регистратор секретной части разведывательного отдела Берлинского командования армии США сержант Роберт Ли Джонсон, который позднее, в свою очередь, привлек к сотрудничеству своего друга курьера вооруженных сил в аэропорту Орли сержанта Джеймса Мннткенбау. Последний длительное время передавал резидентуре советской разведки во Франции высокосекретные документы НАТО и командования воо­руженных сил США в Европе.

Министерство обороны США в августе I960 года вынуждено было официально признать, что два сотрудника американской радиоэлектронной разведки АНБ дешифровалыцики Вернон Фергюсон Митчелл и Уильям Гамильтон Мартин по неизвестной причине не вернулись на работу из отпуска. Позднее выяснилось, что они пошли инициативно на контакт с КГБ в 1959 году во время отдыха в Мексике. Оба сотрудника АНБ вскоре через Кубу перебрались в СССР, где попросили политического убежища и дали пресс-конференции с разоблачением деятельности АНБ по планомерному дешифрованию корреспонденции стран — союзников США. После этого Митчеллу и Мартину предоставили советское гражданство. Мартин сменил фамилию на Соколовский и женился, а Митчелл, разочаровавшись в советской действительности, пытался запрашивать госдепартамент США о возможности своего возвращения на родину, но получил отказ.

В свою очередь, в январе 1961 года ушел на Запад завербованный ЦРУ подполковник польской разведки Михаил Голениевский (оперативная кличка в ЦРУ «Снайпер»). Он передал американцам 300 страниц микрофильмированных документов и выдал английской контрразведке завербованного КГБ в начале 1950-х годов шифровальщика британского военно-морского атташе в Варшаве Гарри Фредерика Хоутона (агент «Шах»), которого арестовали в Лондоне вместе с любовницей Этель Элизабет Джи, работавшей вместе с ним старшим клерком в бюро учета и размножения секретных документов НИИ подводных исследований в Портленде. Произошло это во время передачи агентом в районе знаменитого лондонского Шекспировского театра «Олд Вик» секретных материалов нелегалу советской разведки Гордону Лонсдейлу (Конон Молодый). Вскоре были арестованы и связники Лонсдейла — Питер и Леонтина Крогеры, обеспечивавшие шифрованную связь нелегала с Центром.

Понесенные потери восполнил сотрудник криптографического подразделения разведки США в Париже Джозеф Хелмич, передавший в августе 1962 года агентам советской разведки за вознаграждение в 131 тысячу долларов секретную информацию об американских шифрах. Она позволила КГБ перехватывать связь американских войск в период войны во Вьетнаме. Хелмич был разоблачен только в 1980 году, когда ФБР зафиксировало его встречу с советским разведчиком. Арестованного гражданина США суд приговорил к пожизненно­му заключению.

В январе 1968 года сотрудник британского специального дешифровального подразделения из Лондонской группы обработки Центра правительственной связи капрал Джеффри Артур Прайм, занимавшийся переводом перехваченной с советских каналов связи информации, возвращаясь после рождественских праздников на базу радиошпионажа английских ВВС в Западном Берлине и проезжая через контрольно-пропускной пункт, передал контролеру записку с предложением встречи с представителем разведки СССР. Затем в 1968 — 1977 годы, вплоть до своего провала, Прайм сообщал КГБ сведения о деятельности ШКПС, ее личном составе и базах прослушивания как внутри страны, так и за рубежом, о том, какие из советских кодов и каким образом раскрыты британскими криптографами, а также материалы по двум разведывательным спутникам США — «Биг Бёрд» и «Райолайт». Прайма приговорили к 38 годам тюрьмы: 35 — за шпионаж и 3 — за сексуальные преступления в отношении несовершеннолетних школьниц (этот порок и погубил ценного агента советских спецслужб).

Одного из крупнейших успехов советская разведка добилась 15 декабря 1967 г. В тот день советское посольство в Вашингтоне посетил дежурный офицер связи в оперативном штабе командующего подводным флотом США в Атлантическом регионе шифровальщик Джон Энтони Уокер, который передал за деньги чемодан с шифрами американских ВМС и сверхсекретными материалами, касающимися деятельности разведуправления Министерства обороны (РУМО). История сотрудничества с ним завершилась 17 ноября 1984 г., когда Барбара Уокер сообщила сотруднику ФБР о шпионской деятельности своего мужа. На проверку сигнала американская контрразведка потратила полгода, и в мае 1985 года в Пулсвиле (Мэриленд) агенты ФБР арестовали заместителя директора школы радистов военно-морского учебного центра в Сан-Диего Джона Энтони Уокера, который 18 лет работал на КГБ. Одновременно взяли под стражу капитан-лейтенанта ВМС США, сотрудника военно-промышленной корпорации «Би Си Ай Ко» Артура Уокера, снабжавшего брата секретной информацией, и сына Джона – Майкла.

Все Уокеры признали себя виновными, после чего Артур был приговорен к трем пожизненным срокам заключения, Джон получил один пожизненный срок, а Майкл Уокер — 25 лет тюрьмы. Находясь под впечатлением публичного процесса, в июне 1985 года ФБР добровольно сдался связанный с арестованным Джоном Уокером сотрудник отдела снабжения базы морской авиации в Лос-Аламитос и учебного центра ВМФ в Сан-Диего 46-летний Альфред Джерри Уитворт, передававший советской разведке секретную военную информацию, в том числе криптографические материалы, шифровальные ключи и руководства по эксплуатации военных систем связи.

Уокер и его родственники передали советской разведке ключевые карточки шифров АНБ и описания аппаратуры для шифрования, что позволило русским воссоздать шифратор К-7, который служил для закрытия линии правительственной связи США. Уитворта в августе 1986 года приговорили к 365 годам заключения с правом освобождения через 60 лет.

Достигнутые советской разведкой успехи на поприще агентурного проникновения к секретам шифрованной связи западных спецслужб были перечеркнуты в октябре 1979 года, когда в период командировки в Польшу 33-летний сотрудник отдела защиты шифровальной связи 8-го Главного управления КГБ СССР майор Виктор Шеймов инициативно установил контакт с американской разведкой. В Москве Шеймов имел несколько встреч с сотрудниками резидентуры ЦРУ, которым передавал информацию о своей работе. Опасаясь разоблачения, Шеймов с женой Ольгой и малолетней дочерью Еленой по нелегальному каналу западных спецслужб сумел выехать из СССР в США. Кстати, представителям прессы он рассказал о том, что в 1978 году присутствовал при получении генералом Виталием Павловым, возглавлявшим представительство Комитета госбезопасности в Польше, телеграммы от председателя КГБ СССР Юрия Андропова, в которой говорилось: «Соберите информацию о том, каким образом можно приблизиться к папе».

Используя информацию, полученную от Шеймова, армейское подразделение электронной разведки США в Западной Германии, известное под названием «Группа быстрого реагирования», провела в апреле 1981 года операцию по закладке подслушивающих устройств в автомашины, принадлежащие советскому военному атташату в Западной Германии. При этом в шасси заказанных на заводе фирмы «Опель» в Руссельсхайме 12 автомобилей установили аппаратуру, которую можно было обнаружить, только разрушив машины. В результате американцы раскрыли несколько советских агентов и расшифровали ряд кодов советской военной разведки.

Между тем противоборство крипторазведчиков продолжалось, и, как всегда, с переменным успехом.

В конце 1970-х годов шифровальщик посольства США в Боготе Джеффри Барнетт продал сотруднику советской разведки за 100 тысяч долларов копии открытых текстов шифртелеграмм резидента ЦРУ в Колумбии. Сопоставление копий с соответствующими зашифрованными вариантами позволило нашим криптоаналитикам пробить такую брешь в системе обеспечения безопасности связи американского посольства, что залатать ее можно было только с помощью замены посольских шифровальных машин. Выдал Барнетта в июне 1979 года завербованный резидентурой ЦРУ в Джакарте подполковник КГБ Владимир Пигузов. Барнетта приговорили к 18 годам тюрьмы, а Пигузова в СССР - к расстрелу.