1453年，君士坦丁堡陷落后，让西欧诸国开始意识到火药的威力。当时火炮射出的炮弹速度可以达到600米每秒至800米每秒，这种速度是弓箭和抛石机无法比拟的。中世纪高大的城墙面对高速度的炮弹，几乎没有抵抗的余力，而且城墙越高，炮弹对城墙的破坏更大。因此西欧军事大国迅速引进了这种武器。
公元1494年，法国入侵意大利，法国国王查理八世率领两万五千名士兵和40门火炮进入了意大利，结果在一年的时间里，法军所向披靡，在当年就攻下的罗马城，火炮攻城的模式迅速传到了各国，而失败的意大利人也开始了反思。
为了对抗炮弹的冲击力，意大利设计师们主动降低了城墙的高度，同时增加了城墙的厚度。城墙的内外两侧涂上一定厚度的泥土，以用来吸收炮弹的冲击力。另外一点是把剁墙的材料进行更换，用砖块制成剁墙，同时在剁墙上使用泥土和枯草的混合物进行覆盖，这样当剁墙被炮弹击中时就不会产生大量飞溅的碎片，守城人员的安全性也大大提高。
有人会产生疑问，如果城墙变低，不是更利于攻城人员的攀抓吗？这一点意大利的设计师们也想到了。设计师们在城墙前面增加了一道壕沟，这样就变相的增加了城墙的高度，而且这些壕沟深度可以达到8～10米，落入壕沟的士兵如果没有长梯的话，不仅会浪费兵力，而且在壕沟的士兵还会受到城墙上的攻击。如果这个城堡是临水的话，设计师们还会在壕沟中注一定深度的水，这样就更加加大了攻城的难度。
除了被动防御外，防守方还可以利用火炮主动攻击敌人，阻止他们靠近城墙。单门火炮是存在射击死角的，因为火炮发出的炮弹是呈平抛运动或者低弧度的抛物线运动，而城墙下方就是单门火炮无法触及的死角。为了解决这个问题，设计师们把壕沟外的地面进行了重新改造，建成了一个由内向外逐渐降低的缓坡。当敌人攻城时，这个缓坡可以消耗对方一定的体力，而且当士兵冲到缓坡顶时，正好面对火炮的炮口，因此是越靠近城墙面对的火力缺是越强。
当然，一个城堡是不可能有一门火炮的，为了更大限度的压缩死角，在城堡的设计上更加考虑了整体性。设计师们把炮位突出城墙之外，突出的造型也使得火炮可以朝多个方向射击。经过数学家们的设计，城堡突出城墙外的火炮获得了更多的射击角度，同时也使得棱堡之间可以相互进行掩护。这样整体的设计，让新型的城堡没有了防护死角。
这种低城墙、深壕沟、防卫坡和棱角炮位的新要素防卫，构成了新型的防卫体系：棱堡防守。在之后的几百年时间里，这种起源于意大利的要塞逐渐扩散至欧洲各地，各国工程师们又在其基础上增加了更多的创新，使得这一防御体系更加完备和具有层次。在这之后似乎又回到了中世纪那样的围城战，堡垒的守军只要一小部分就可以凭借城堡抵挡住数万大军，但攻城与守城只是硬币的两面，两者永远不会停留在一个位置上，那些棱堡的设计者早就留下了攻城的“解药”。
