En criptografía, la libreta de uso único, también llamado libreta de un solo uso (del inglés one-time pad), es un tipo de algoritmos de cifrado por el que el texto en claro se combina con una clave aleatoria o «libreta» igual de larga que el texto en claro y que sólo se utiliza una vez. Fue inventado en 1917. Si la clave es verdaderamente aleatoria, nunca se reutiliza y, por supuesto, se mantiene en secreto, se puede demostrar que el método de la libreta de uso único es indescifrable. Uno de sus sinónimos puede ser cuaderno.
La parte del nombre relativa a la «libreta» procede de las implementaciones iniciales en las que la clave se distribuía en forma de libreta de papel, de manera que la página podía romperse y destruirse tras su uso. Para facilitar la ocultación, a veces la libreta era físicamente muy pequeña.[1]
El cifrado de Vernam pertenece a este tipo de cifrado, de hecho ambos fueron creados por la misma persona, Gilbert Vernam. El sistema de Vernam era un cifrado que combinaba un mensaje con una clave que se leía de un bucle de cinta de papel. En su forma original, el sistema de Vernam no era irrompible porque la clave se podía reutilizar. El uso único vino un poco después, cuando Joseph Mauborgne reconoció que si la cinta de la clave era completamente aleatoria, se incrementaría la dificultad criptoanalítica. Algunos autores emplean el término «cifrado de Vernam» como sinónimo de «libreta de uso único», mientras que otros lo utilizan para cualquier cifrado de flujo aditivo, incluyendo los basados en un generador de números pseudoaleatorios criptográficamente seguro; abajo lo usaremos en este último sentido.[2]