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エニグマ暗号機は、 20世紀初頭から中頃にかけて商業、外交、軍事通信を保護するために開発・使用された暗号装置である。第二次世界大戦中、ナチス・ドイツによってドイツ軍のあらゆる部門で広く使用された。エニグマ暗号機は非常に安全であると考えられており、最高機密のメッセージの暗号化に使用された。[ 1 ]
エニグマには、ラテン文字26文字をスクランブルする電気機械式ローター機構が備わっています。通常の使用では、1人がエニグマのキーボードにテキストを入力し、別の1人がキーボード上部の26個のライトのうち、キーを押すたびに点灯したライトを書き留めます。平文を入力すると、点灯した文字が暗号文になります。暗号文を入力すると、平文が読みやすい形式に戻ります。ローター機構は、キーを押すたびにキーとライト間の電気接続を変更します。つまり、ローターの動きによって各文字が異なる暗号鍵で暗号化されるため、結果として得られる暗号文に鍵が残すパターンに基づく従来の暗号攻撃に対して非常に高い耐性を持ちます。
システムが双方向であるためには、受信局は送信局がメッセージを復号するために使用する正確な設定を知っていて、それを使用する必要がありました。これは、事前に配布された秘密鍵リストに基づいて、通常は毎日変更される一連の初期設定で構成されていました。毎日送信されるメッセージ数が非常に多いため、十分な数のメッセージが傍受されると、システムが攻撃される可能性がありました。これを複雑にするために、オペレーターはローターの別の（理想的には）ランダムな設定、たとえば「GTZ」を選択し、その日の設定を使用してその鍵をエンコードして送信しました。その後、ローターを選択した設定に変更して、メッセージの残りの部分を送信しました。つまり、通常は合計6文字になるように2回入力されますが、その3文字だけが日コードに設定されることになります。これにより、攻撃に必要な暗号文を十分に収集することは不可能に見えました。
メッセージの解読が難しそうに見えるにもかかわらず、エニグマには暗号文にパターンを残す設計上の問題がいくつかあった。ポーランドは1932年12月という早い時期にこの機械を解読し、戦争前と戦争中にメッセージを読むことができた。ポーランドがその成果を共有したことで、連合国はエニグマで暗号化されたメッセージを主要な情報源として活用することができた。[ 2 ]ナチス・ドイツは長年にわたってエニグマに一連の改良を加え、解読の試みを妨げたが、エニグマの暗号解読は戦争中ずっと続けられた。多くの評論家は、エニグマ、ローレンツ、その他の暗号の解読から得られたウルトラ通信情報の流れが戦争を大幅に短縮し、結果さえも変えた可能性があると述べている。[ 3 ]
エニグマ暗号機は、第一次世界大戦末期にドイツ人技師アーサー・シェルビウスによって発明された。[ 4 ]シェルビウスが共同設立したドイツ企業シェルビウス＆リッター社は、1918年に暗号機のアイデアの特許を取得し、1923年に完成品をエニグマというブランド名で販売開始した。当初は商業市場をターゲットとしていた。[ 5 ]初期モデルは1920年代初頭から商業的に使用され、第二次世界大戦前および戦中のナチス・ドイツをはじめとするいくつかの国の軍事機関や政府機関に採用された。[ 6 ]
エニグマにはいくつかのモデルが製造されたが、 [ 7 ]プラグボードを備えたドイツ軍モデルが最も複雑だった。日本とイタリアのモデルも使用されていた。[ 8 ] 1926年にドイツ海軍が（若干修正された形で）採用し、その後すぐにドイツ陸軍と空軍も採用したことで、エニグマという名前は軍事関係者の間で広く知られるようになった。戦前のドイツ軍の計画では、後に電撃戦として知られるようになる、機動性の高い部隊と戦術が重視され、指揮と調整には無線通信が不可欠だった。敵が無線信号を傍受する可能性が高かったため、メッセージは安全な暗号化で保護する必要があった。コンパクトで持ち運びやすいエニグマ機は、そのニーズを満たした。
ハンス＝ティロ・シュミットはフランスのためにスパイ活動をしていたドイツ人で、1932年9月と10月に使用された日々の鍵を含むドイツの暗号資料を入手した。これらの鍵にはプラグボードの設定が含まれていた。フランスは資料をポーランドに渡した。1932年12月頃、ポーランド暗号局のポーランド人数学者で暗号学者のマリアン・レジェフスキは、順列の理論[ 9 ]とドイツ軍のメッセージ暗号化手順の欠陥を利用して、プラグボード式エニグマ暗号機のメッセージ鍵を解読した[ 10 ] 。レジェフスキはフランスから提供された資料と9月と10月に行われたメッセージのやり取りを利用して、未知のローター配線を解読した。その結果、ポーランドの数学者たちは「エニグマ・ダブル」と呼ばれる独自のエニグマ暗号機を製作することができた。レジェフスキは、同じく数学者で暗号学者のイェジー・ルジツキとヘンリク・ジガルスキの協力を得た。彼らはレジェフスキと共にポズナン大学から採用された。ポズナン大学は、第一次世界大戦前にドイツが占領していた地域であったため、学生のドイツ語の知識を理由に選ばれた。ポーランド暗号局は、プラグボードを破り、日々の鍵のすべての構成要素を見つける技術を開発し、1933年1月からドイツのエニグマメッセージを解読できるようになった。[ 11 ]
時が経つにつれ、ドイツの暗号手順は改善され、暗号局はエニグマ通信の解読を続けるための技術を開発し、機械装置を設計した。その取り組みの一環として、ポーランド人はローターの癖を利用し、カタログを作成し、10万件のエントリを含むカタログを作成するのに役立つサイクロメーター（レジェフスキが発明）を構築し、ジガルスキシートを発明して製造し、ローター設定を検索するための電気機械式暗号ボンバ（レジェフスキが発明）を構築した。1938年、ポーランド人は6台のボンバ（ボンバの複数形）を持っていたが、その年にドイツがさらに2台のローターを追加したとき、通信を解読するには10倍のボンバが必要になっただろう。 [ 12 ]
1939年7月26日と27日、[ 13 ]ワルシャワのすぐ南にあるピュリで、ポーランド人はフランスとイギリスの軍事情報代表者に、ジガルスキのシートや暗号爆弾を含むポーランドのエニグマ暗号解読技術と装置を紹介し、各代表団にポーランドが復元したエニグマを約束した（装置はすぐに届けられた）。[ 14 ]
1939年9月、コリン・ガビンズとヴェラ・アトキンスを含むイギリス軍事使節団4は、暗号解読者のマリアン・レジェフスキ、イェジー・ルジツキ、ヘンリク・ジガルスキをポーランドから避難させる目的でポーランドに向かった。しかし、暗号学者たちは、当時ポーランドと同盟関係にあったルーマニアに、自分たちの上司によって避難させられていた。その途中、安全上の理由から、ポーランド暗号局の職員は意図的に記録と機器を破壊していた。ルーマニアからフランスへ移動した彼らは、そこで暗号解読作業を再開し、ポーランドの機器と技術を用いてドイツのエニグマ暗号の解読作業を開始したイギリス軍と協力した。[ 15 ]
フランスでの暗号解読活動に参加した人々の中には、スペイン内戦中にスペイン共和国軍の暗号サービス（軍事情報サービス）の責任者を務めたアントニオ・カマソン率いる「Equipo D」（チームD）として知られる7人のスペイン人暗号解読者チームがいた。1939年の共和国崩壊後、カマソンと彼の同僚はフランスに亡命し、フランスの情報将校ギュスターヴ・ベルトランに採用された。彼らはパリ近郊のPCブルーノ・センターに配属され、そこでポーランドの暗号解読者たちと共にエニグマ暗号機で暗号化された通信を分析し、ポーランドの暗号解読方法の改良に貢献した。
ノルウェー戦役（1940年4月8日～6月10日）中に、ドイツ陸軍と空軍（ルフトヴァッフェ）が所有していた無傷のエニグマ暗号機3台が鹵獲された。1940年5月17日から、それらはブレッチリー・パークにあるイギリスの情報センターで運用された。[ 16 ]
1940 年 6 月のドイツによるフランス侵攻後、スペインのチームはまずヴィシー政権支配地域のカディックス・センターに移り、その後アルジェに移り、西側連合国との作業を続けた。彼らの任務には、手動による暗号解読、ローター設定の再構築、メッセージ通信の分析などがあった。彼らの貢献は何十年もの間ほとんど知られていなかったが、近年の歴史研究やドキュメンタリーによって、エニグマ解読に向けた連合国の広範な取り組みにおける彼らの役割が強調されている。[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]
ブレッチリー・パークのハット6の責任者となったゴードン・ウェルチマンは、 「ハット6ウルトラは、ポーランド人からドイツ軍用の商用エニグマ暗号機の詳細と、当時使用されていた操作手順を間一髪で学ばなければ、決して実現しなかっただろう」と記している。ピリでのポーランドからの理論と技術の移転は、ウェルチマンが勤務したブレッチリー・パークでの第二次世界大戦中のイギリスのエニグマ暗号解読活動の重要な基礎となった。[ 20 ]
戦争中、イギリスの暗号解読者たちはエニグマで暗号化された膨大な数のメッセージを解読した。イギリスが「ウルトラ」と名付けたこの情報源から得られた情報は、連合国の戦争遂行に大きく貢献した。[ a ]
エニグマには暗号上の弱点がいくつかあったものの、実際には、ドイツ側の手続き上の欠陥、オペレーターのミス、暗号化手順の変更を体系的に導入しなかったこと、そして連合国が鍵テーブルとハードウェアを鹵獲したことが、戦争中に連合国の暗号学者が成功を収めることを可能にした。[ 21 ] [ 22 ]
アプヴェーアはエニグマ暗号機のさまざまなバージョンを使用していた。1942年11月、トーチ作戦中に、プラグボードがなく、3つのローターが26文字ごとに1回転ではなく11、15、19回転するように変更され、さらに左側のプレートが4番目のローターとして機能した暗号機が鹵獲された。[ 23 ]
アプヴェーアの暗号は、1941年12月8日にディリー・ノックスによって解読された。工作員はアプヴェーアに簡単な暗号でメッセージを送り、それがエニグマ暗号機を使って転送された。簡単な暗号が解読され、毎日のエニグマ暗号の解読に役立った。この暗号解読により、ダブルクロス・システムが機能するようになった。[ 23 ] 1944年10月から、ドイツのアプヴェーアはシュリュッセルゲレート41を限定的に 使用した。 [ 24 ]
他のローター式暗号機と同様に、エニグマ暗号機は機械的サブシステムと電気的サブシステムの組み合わせです。機械的サブシステムは、キーボード、スピンドルに沿って隣接して配置されたローターと呼ばれる回転ディスクのセット、キーを押すたびに少なくとも1つのローターを回転させるためのさまざまなステップコンポーネントの1つ、および各文字に対応する一連のランプで構成されています。これらの設計上の特徴により、エニグマ暗号機は1915年の構想段階で当初はローター式暗号機と呼ばれていました。[ 25 ]
電気経路とは、電流が流れる経路のことです。エニグマ暗号機はこの現象を操作することでメッセージを暗号化することができました。[ 25 ]機械部品は、変化する電気回路を形成することで機能します。キーが押されると、1 つ以上のローターがスピンドル上で回転します。ローターの側面には一連の電気接点があり、回転後、他のローターの接点またはスピンドルの両端の固定配線と位置合わせされます。ローターが適切に位置合わせされると、キーボードの各キーは、一連の接点と内部配線を介して固有の電気経路に接続されます。通常はバッテリーからの電流が、押されたキーを通って、新しく構成された回路セットに入り、再び出て、最終的に出力文字を表示するディスプレイランプを 1 つ点灯させます。たとえば、ANX...で始まるメッセージを暗号化する場合、オペレーターは最初にAキーを押し、Zランプが点灯する可能性があるため、Z が暗号文の最初の文字になります。オペレーターは次にN キーを押し、次に同じようにX キーを押し、以下同様です。
電流はバッテリー（1）から押し込まれた双方向キーボードスイッチ（2）を通ってプラグボード（3）に流れます。次に、（この例では使用されていないため閉じた状態で示されている）プラグ「A」（3）を通り、入力ホイール（4）を経由して、3つ（ドイツ国防軍エニグマ）または4つ（ドイツ海軍M4およびアプヴェーアのバリエーション）のローター（5）の配線を通って、リフレクター（6）に入ります。リフレクターは、まったく異なる経路で電流をローター（5）と入力ホイール（4）に戻し、ケーブル（8）でプラグ「D」に接続されたプラグ「S」（7）と、適切なランプを点灯させる別の双方向スイッチ（9）を通ります。[ 26 ]
エニグマ暗号機のスクランブラーを通る電気経路の繰り返し変化は、エニグマのセキュリティを提供する多表式換字暗号を実現します。右側の図は、キーを押すたびに電気経路がどのように変化するかを示しており、これにより少なくとも右側のローターが回転します。電流はローター群に入り、リフレクターを通って戻り、再びローターを通って出ます。灰色で示されている線は、各ローター内の他の経路です。これらは各ローターの片側からもう片側までハードワイヤリングされています。文字Aは、連続してキーを押すと、最初はG、次にCと、異なる方法で暗号化されます。これは、キーを押すたびに右側のローターがステップ（1つ回転）し、信号がまったく異なる経路で送信されるためです。最終的には、他のローターもキーを押すとステップします。
ローター（別名：ホイールまたはドラム、ドイツ語ではWalzen）は、エニグマ暗号機の心臓部を形成します。各ローターは、直径約10cm （3.9インチ）の円盤で、エボナイトまたはベークライト製です。片面には、真鍮製のバネ仕掛けの電気接点ピンが26個円形に配置され、もう片面には、対応する26個の円形プレート状の電気接点が配置されています。ピンと接点はアルファベットを表しており、通常はA～Zの26文字です。以降の説明では、この26文字を前提とします。ローターをスピンドルに並べて取り付けると、一方のローターのピンが隣接するローターのプレート接点に接触し、電気的な接続が形成されます。ローター本体内部では、26本のワイヤーが複雑なパターンで各ピンを反対側の接点に接続しています。ほとんどのローターはローマ数字で識別され、例えば、発行されたローターIは、他のすべてのローターと全く同じ配線になっています。M4海軍型で使用されている特殊な薄型ベータローターとガンマローターについても同様である。
ローター単体では、非常に単純なタイプの暗号化、つまり単純な換字式暗号しか実行できません。例えば、文字Eに対応するピンを反対側の文字Tに対応する接点に接続するなどです。エニグマのセキュリティは、複数のローター（通常は3つか4つ）を直列に接続し、ローターを規則的にステップさせることで、多表式換字式暗号を実現している点にあります。
エニグマ暗号機にローターを挿入すると、各ローターは26個の開始位置のいずれかに設定できます。挿入後、ローターは、閉じたエニグマ内部カバーから突き出ている溝付きフィンガーホイールを使用して、手で正しい位置に回すことができます。オペレーターがローターの位置を知るために、各ローターには、ローターディスクの外側に26文字（通常はアルファベット）のアルファベットタイヤ（または文字リング）が取り付けられています。これらの文字のうちの1つが、カバーのスロットの窓から見えるため、ローターの回転位置がわかります。初期のモデルでは、アルファベットリングはローターディスクに固定されていました。後の改良により、アルファベットリングをローターディスクに対して調整できるようになりました。リングの位置はRingstellung （ 「リング設定」）として知られており、この設定は操作セッションの前に必要な初期設定の一部でした。現代の用語では、初期化ベクトルの一部です。
各ローターには、ローターのステップ動作を制御するための切り欠きが1つ以上設けられている。軍用型では、これらの切り欠きはアルファベットリング上に配置されている。
陸軍と空軍のエニグマ暗号機は、当初は3つのローターを使用していたが、1938年12月15日に5つに変更され、セッションごとに3つが選ばれるようになった。ローターはローマ数字で区別され、I、II、III、IV、Vと表記され、それぞれアルファベットリング上の異なる位置に回転ノッチが1つずつ設けられていた。この変更は恐らくセキュリティ対策として意図されたものだったが、結果的にポーランドのクロック方式やイギリスのバンブリズムス攻撃を許すことになった。
ドイツ国防軍のエニグマの海軍バージョンは、他の軍種よりもローターの数が多かった。最初は6個、次に7個、そして最終的には8個になった。追加されたローターはVI、VII、VIIIとマークされ、それぞれ配線が異なり、2つのノッチがあったため、ローターの交換頻度が高くなった。4ローターの海軍エニグマ（M4）は、3ローターバージョンと同じスペースに1つの追加ローターを収容できた。これは、元のリフレクターをより薄いものに交換し、薄い4番目のローターを追加することで実現した。この4番目のローターはベータまたはガンマの2種類のいずれかで、ステップはなかったが、26個の位置のいずれかに手動で設定できた。26個の位置のうちの1つは、3ローターマシンとまったく同じように動作するようにマシンを動作させた。
単純な（解読可能な）換字式暗号の実装を避けるため、キーを押すたびに、電気接続が行われる前に、1つまたは複数のローターが26分の1回転ずつステップするように設計されていた。これにより、暗号化に使用される換字アルファベットが変更され、ローターの位置が変わるたびに暗号の換字が異なり、より強力な多表式換字式暗号が実現された。ステップ機構は機種によって若干異なっていた。右側のローターはキーを押すたびに1ステップ動き、他のローターはそれよりも低い頻度でステップした。
左側以外のローターの進行は、イギリスではターンオーバーと呼ばれていました。これはラチェットと爪機構によって実現されていました。各ローターには26個の歯を持つラチェットがあり、キーが押されるたびに、バネ仕掛けの爪のセットが一斉に前進し、ラチェットにかみ合おうとしました。右側のローターのアルファベットリングが通常これを阻止していました。このリングがローターとともに回転すると、そこに加工されたノッチが最終的に爪と位置合わせされ、ラチェットにかみ合って左側のローターが進みました。右側の爪は、右側にローターとリングがないため、キーが押されるたびにローターをステップさせました。[ 27 ]右側の位置に1つのノッチを持つローターがある場合、中央のローターは右側のローターが26ステップするごとに1ステップ進みました。ローター2と3も同様です。2つのノッチを持つローターの場合、左側のローターは1回転するごとに2回転しました。
最初に導入された 5 つのローター (I～V) にはそれぞれ 1 つのノッチがありましたが、追加の海軍用ローター VI、VII、VIII にはそれぞれ 2 つのノッチがありました。各ローターのノッチの位置は、相互接続を含むコアに対して調整可能な文字リングによって決定されました。次のホイールを回転させるリング上のポイントは次のとおりです。[ 28 ]
この設計には、ダブルステップと呼ばれる機能も含まれていました。これは、各爪がローターのラチェットと隣接するローターの回転するノッチ付きリングの両方に位置合わせされたときに発生しました。爪がノッチに位置合わせされてラチェットにかみ合った場合、前進するとラチェットとノッチの両方に押し付けられ、両方のローターが前進しました。3 ローターの機械では、ダブルステップはローター 2 のみに影響しました。前進中にローター 3 のラチェットがかみ合った場合、ローター 2 は次のキーストロークで再び動き、2 つの連続したステップが発生します。ローター 2 は 26 ステップ後にローター 1 を前進させますが、ローター 1 はキーストロークごとに前進するため、ダブルステップは発生しません。[ 27 ]このダブルステップにより、ローターはオドメーター式の規則的な動きから逸脱しました。
3 つのホイールと、最初のホイールと 2 番目のホイールに 1 つのノッチしかないため、この機械の周期は 26×25×26 = 16,900 でした (26×26×26 ではなく、2 段ステップのため)。[ 27 ]歴史的に、メッセージは数百文字に制限されていたため、単一のセッション中に任意の組み合わせのローター位置を繰り返すことはなく、暗号解読者にとって貴重な手がかりがありませんでした。
海軍仕様の第4ローターを設置するスペースを確保するため、反射鏡は大幅に薄くされた。第4ローターは、確保されたスペースに収まった。その他の変更は加えられなかったため、切り替え作業は容易になった。爪が3つしかなかったため、第4ローターはステップ動作をすることなく、26通りの位置から手動で選択することができた。
戦争終結前に設計されたものの、実装されなかった装置に、不規則なステップを実現するLückenfüllerwalze（ギャップフィルホイール）があった。これは、26箇所すべてのノッチを現場で構成することができた。ノッチの数が26の素数であり、かつ各ホイールのノッチの数が異なる場合、ステップはより予測不可能になる。Umkehrwalze-Dと同様に、内部配線を再構成することもできた。[ 29 ]
電流入力ホイール（ドイツ語でEintrittswalze）または入力ステータは、プラグボードをローターアセンブリに接続します。プラグボードがない場合、入力ホイールは代わりにキーボードとランプボードをローターアセンブリに接続します。使用されている正確な配線はセキュリティ上はそれほど重要ではありませんが、ローター配線の研究中にRejewskiの進歩を妨げる障害となりました。市販のEnigmaは、QWERTZキーボードのシーケンスの順序でキーを接続します。Q → A、W → B、E → Cなど。軍用Enigmaは、アルファベット順で接続します。A → A、B → B、C → Cなど。Rejewskiがこの変更を解読するには、ひらめきに満ちた推測が必要でした。
モデルAとBを除き、最後のローターの前には「リフレクター」（ドイツ語: Umkehrwalze、意味は「反転ローター」）が配置されていました。これは、当時の様々なローター式暗号機の中でエニグマに特有の特許取得済みの機能でした[ 30 ]。リフレクターは最後のローターの出力をペアで接続し、電流を別の経路でローターに逆方向に流しました。リフレクターによってエニグマは自己相互性を持つようになり、同じ構成の2台の機械があれば、暗号化モードと復号モードを切り替えるための大きな機構を必要とせずに、一方の機械でメッセージを暗号化し、もう一方の機械で復号することができました。リフレクターによってよりコンパクトな設計が可能になりましたが、同時にエニグマには、どの文字も自分自身に暗号化されないという特性も生じました。これは重大な暗号学的欠陥であり、後に暗号解読者によって悪用されました。
モデル「C」では、反射板は2つの異なる位置に挿入することができました。モデル「D」では、反射板は26通りの位置に設定できましたが、暗号化中は動きませんでした。アプヴェーア・エニグマでは、反射板は他のホイールと同様に、暗号化中にステップ状に動きました。
ドイツ陸軍および空軍のエニグマでは、反射器は固定されており回転しませんでした。4つのバージョンがありました。最初のバージョンは「A」とマークされ[ 31 ] 、1937年11月1日にUmkehrwalze Bに置き換えられました。3番目のバージョンであるUmkehrwalze Cは、おそらく誤って1940年に短期間使用され、Hut 6によって解読されました[ 32 ]。4番目のバージョンは、1944年1月2日に初めて確認され、Umkehrwalze Dと呼ばれる再配線可能な反射器を備えており、イギリス人によってUncle Dickというニックネームが付けられ、エニグマの操作員が鍵設定の一部として接続を変更することができました。
プラグボード（ドイツ語ではSteckerbrett）は、オペレーターが再構成できる可変配線を可能にした。これは 1928 年にドイツ陸軍バージョンに導入され、[ 33 ]すぐにドイツ海軍（ Reichsmarine ）に採用された。プラグボードは、150 兆通りの設定が可能であったため（下記参照）、追加のローターよりも高い暗号強度を提供した。[ 34 ]プラグボードのないエニグマ（非ステッカーエニグマとして知られる）は、手動の方法を使用して比較的簡単に解くことができたが、これらの技術は一般的にプラグボードによって破られ、連合国の暗号解読者はそれを解くための特別な機械を開発することになった。
プラグボードに接続されたケーブルは、文字をペアで接続していました。例えば、EとQが接続されたペアになる場合などです。このケーブルは、メインローターのスクランブルユニットの前後でこれらの文字を入れ替える効果がありました。例えば、オペレーターがEを押すと、信号はローターに入る前にQに切り替えられました。最大13組の接続ペアを同時に使用できましたが、通常は10組のみが使用されました。
電流はキーボードからプラグボードを通って、入力ローター（Eintrittswalze ）へと流れた。プラグボード上の各文字には2つのジャックがあった。プラグを差し込むと、その文字の上側のジャック（キーボード側）と下側のジャック（入力ローター側）が切り離された。交差配線されたケーブルのもう一方の端にあるプラグを別の文字のジャックに差し込むと、2つの文字の接続が切り替わった。
その他の機能により、さまざまなエニグマ暗号機はより安全になったり、より便利になったりした。[ 35 ]
一部のM4エニグマでは、 26文字を細い紙リボンに印刷できる小型プリンター「シュライブマックス」が使用されました。これにより、ランプを読み取って文字を書き写すための2人目のオペレーターが不要になりました。シュライブマックスはエニグマ機の上部に設置され、ランプパネルに接続されました。プリンターを設置するには、ランプカバーと電球を取り外す必要がありました。これにより、利便性と運用上の安全性の両方が向上しました。プリンターを遠隔で設置できるため、機械を操作する信号担当官は、解読された平文を見る必要がなくなりました。
もう1つの付属品は、リモートランプパネルFernlesegerätでした。追加パネルを備えた機械の場合、Enigma の木製ケースは幅が広く、追加パネルを収納できました。外部ランプパネルを接続するには、Schreibmaxと同様に、一体型ランプパネルと電球を取り外す必要がありました。[ 26 ]リモートパネルにより、オペレーターが見ることなく、解読された平文を読むことが可能になりました。
1944年、ドイツ空軍はUhr （時計）と呼ばれるプラグボードスイッチを導入した。これは40ポジションのスイッチが入った小さな箱で、標準のプラグに取って代わった。オペレーターは、日々のキーシートで決定されたプラグを接続した後、スイッチを40ポジションのいずれかに切り替えた。各ポジションは、プラグ配線の異なる組み合わせを生み出した。これらのプラグ接続のほとんどは、デフォルトのプラグとは異なり、ペアではなかった。[ 26 ]スイッチのあるポジションでは、Uhrは文字を入れ替えるのではなく、単に13本のsteckerワイヤをプラグでエミュレートした。
各文字のエニグマ変換は、順列の積として数学的に指定できます。[ 9 ] 3 ローターのドイツ陸軍/空軍エニグマを想定し、Pをプラグボード変換、Uをリフレクターの変換とします (）、L、M、Rはそれぞれ左、中央、右ローターを表す。すると暗号化Eは次のように表せる。
キーを押すたびにローターが回転し、変換が変化します。たとえば、右側のローターRがnポジション回転すると、変換は次のようになります。
ここで、ρはAからB、BからCなどへの巡回置換である。同様に、中央と左側のローターは、MとLのjとkの回転として表すことができる。暗号化変換は次のように記述できる。
5つのローターから3つを選び、それぞれのローター設定を26段階に分け、10組の文字が接続されたプラグボードを組み合わせることで、軍用エニグマは158,962,555,217,826,360,000通りの異なる設定（約159京、約67ビット）を実現している。[ 34 ]
ドイツ軍のエニグマ暗号機の操作員は、暗号化する平文メッセージを受け取ります。機械をセットアップした後、操作員はエニグマのキーボードでメッセージを入力します。キーを押すたびに、機械内部の電気回路によって決定される擬似乱数置換に従って、異なる文字を示すランプが点灯します。ランプによって示された文字は、通常は2人目の操作員によって暗号文の文字として記録されます。キーを押す動作は、1つ以上のローターも動かすため、次のキーを押すと異なる電気回路が使用され、同じ平文の文字を再度入力しても異なる置換が行われます。キーを押すたびに、少なくとも右側のローターが回転し、他の2つのローターが回転することはまれであるため、メッセージ内のすべての文字に対して異なる置換アルファベットが使用されます。このプロセスは、メッセージが完成するまで続きます。2人目の操作員によって記録された暗号文は、通常はモールス信号で無線によって別のエニグマ暗号機の操作員に送信されます。このオペレーターは暗号文を入力し、 復号機のすべての設定が暗号化機の設定と同一である限り、 キーを押すたびに逆の置換が行われ、平文のメッセージが現れる。
エニグマを使用するには、毎日の鍵設定のリストと補助文書が必要でした。ドイツ軍の慣例では、通信はそれぞれ異なる設定を使用する別々のネットワークに分割されていました。これらの通信ネットワークはブレッチリー・パークでは「鍵」と呼ばれ、レッド、チャフィンチ、シャークなどのコード名が割り当てられました。ネットワークで活動する各ユニットには、一定期間有効なエニグマの同じ設定リストが与えられました。ドイツ海軍のエニグマの手順は、他の軍種よりも精巧で安全であり、補助コードブックが使用されました。海軍のコードブックは、危険にさらされた場合や艦が沈没した場合に簡単に破棄できるように、ピンク色の紙に赤色の水溶性インクで印刷されていました。
エニグマ暗号機のセッティング（現代でいう暗号鍵、ドイツ語ではSchlüssel）は、オペレーターが調整可能な機械の各側面を指定していた。
メッセージを正しく暗号化および復号化するには、送信者と受信者の両方がエニグマを同じ方法で設定する必要がありました。ローターの選択と順序、リングの位置、プラグボードの接続、および開始ローターの位置が同一でなければなりません。開始位置を除いて、これらの設定は事前に設定され、キーリストに配布され、毎日変更されました。たとえば、ドイツ空軍のエニグマキーリスト番号649（画像参照）の月の18日の設定は次のとおりです。
エニグマは、ローターの配線が敵に知られていても安全であるように設計されていたが、実際には配線構成を保護するために相当な努力が払われた。配線が秘密であれば、可能な構成の総数は約3 × 10 114 (約 380 ビット)。既知の配線やその他の動作上の制約により、これは約10 23 (76 ビット)。[ 36 ]可能性が非常に多かったため、エニグマのユーザーはその安全性に自信を持っていました。当時、敵対者が総当たり攻撃を試みることすら不可能でした。
鍵の大部分は一定期間（通常は 1 日）固定されていました。各メッセージには異なる初期ローター位置が使用され、これは現代の暗号における初期化ベクトルに似た概念です。その理由は、同一またはほぼ同一の設定で多数のメッセージを暗号化すると（暗号解読では「深層」と呼ばれる）、フリードマンの一致指数などの統計的手法を用いた攻撃が可能になるからです。[ 37 ]ローターの開始位置は、暗号文の直前、通常は暗号化された後に送信されました。使用された正確な方法は、インジケータ手順と呼ばれていました。これらのインジケータ手順の設計上の弱点とオペレーターの不注意は、エニグマの解読を可能にした主な弱点の 2 つでした。
エニグマの初期の指示手順の1つは暗号学的に欠陥があり、ポーランドの暗号解読者がプラグボード式エニグマの最初の解読に成功した。この手順では、オペレーターはネットワーク上のすべてのオペレーターが共有する秘密の設定に従ってマシンを設定する。設定には、ローターの初期位置（ Grundstellung）、たとえばAOHが含まれる。オペレーターはローターを回転させて、ローターの窓からAOHが見えるようにする。その時点で、オペレーターは送信するメッセージの任意の開始位置を選択する。オペレーターはEINを選択することができ、それがその暗号化セッションのメッセージ設定となる。次に、オペレーターはマシンにEINを2回入力し、暗号化された指示、たとえばXHTLOAを生成する。これが送信され、その時点でオペレーターはローターをメッセージ設定（この例ではEIN）に回転させ、メッセージの平文を入力する。
受信側では、オペレーターは機械を初期設定（AOH）にし、メッセージの最初の6文字（XHTLOA）を入力しました。この例では、ランプにEINEINが表示されたため、オペレーターは送信者がこのメッセージを暗号化するために使用したメッセージ設定を知ることができました。受信側のオペレーターはローターをEINに設定し、残りの暗号文を入力すると、復号化されたメッセージを取得できました。
この指示方式には2つの弱点があった。第一に、グローバルな初期位置（Grundstellung）の使用により、すべてのメッセージ鍵が同じ多表式置換を使用していた。後の指示方式では、オペレーターが指示を暗号化するための初期位置を選択し、その初期位置を平文で送信した。第二の問題は指示の繰り返しであり、これは深刻なセキュリティ上の欠陥であった。メッセージ設定が2回エンコードされた結果、1番目と4番目、2番目と5番目、3番目と6番目の文字の間に関係が生じた。これらのセキュリティ上の欠陥により、ポーランド暗号局は1932年にはすでに戦前のエニグマシステムを解読することができた。初期の指示方式は、後にドイツの暗号解読者によって「欠陥のある指示方式」と評された。[ 38 ]
第二次世界大戦中、暗号書は毎日、ローター、そのリング設定、およびプラグボードの設定にのみ使用されました。各メッセージについて、オペレーターはランダムな開始位置（たとえばWZA）とランダムなメッセージキー（たとえばSXT）を選択しました。彼はローターを開始位置WZAに移動して、メッセージキーSXTをエンコードしました。結果がUHLであると仮定します。次に、彼はメッセージキーSXTを開始位置として設定し、メッセージを暗号化しました。次に、開始位置WZA、エンコードされたメッセージキーUHL 、そして暗号文を送信しました。受信者は最初のトリグラムWZAに従って開始位置を設定し、2 番目のトリグラムUHLを復号してSXTメッセージ設定を取得しました。次に、受信者はこのSXTメッセージ設定を開始位置として使用してメッセージを復号しました。このようにして、各地上設定は異なり、新しい手順は二重エンコードされたメッセージ設定のセキュリティ上の欠陥を回避しました。[ 39 ]
この手順は陸軍と空軍のみで使用されました。エニグマでメッセージを送信する海軍の手順ははるかに複雑で精巧でした。暗号化の前に、メッセージはKurzsignalheftコードブックを使用してエンコードされました。Kurzsignalheftには、文章を4文字のグループに変換するテーブルが含まれていました。たとえば、燃料補給や補給船とのランデブーなどの兵站事項、位置とグリッドリスト、港の名前、国、武器、気象条件、敵の位置と船、日付と時刻表など、非常に多くの選択肢が含まれていました。別のコードブックには、KenngruppenとSpruchschlüssel、つまり鍵識別とメッセージ鍵が含まれていました。[ 40 ]
陸軍のエニグマ暗号機は、アルファベット26文字のみを使用していた。句読点は、特殊な文字の組み合わせで置き換えられた。スペースは省略されるか、Xで置き換えられた。Xは一般的にピリオドとして使われた。
軍の他の部署では、句読点の使い方が異なっていた。国防軍では、コンマをZZに、疑問符をFRAGEまたはFRAQに置き換えていた。
ドイツ海軍はコンマをYに、疑問符をUDに置き換えた。「Acht」（8）や「Richtung」（方向）などのCHの組み合わせはQに置き換えられた（AQT、RIQTUNG）。2つ、3つ、4つのゼロはそれぞれCENTA、MILLE、MYRIAに置き換えられた。
ドイツ国防軍とドイツ空軍は、メッセージを5文字ずつのグループに分けて送信し、文字数を数えた。
ドイツ海軍は4文字のグループを使用し、それらのグループを数えた。
よく使われる名前や単語は、可能な限り変化させた。例えば、Minensuchboot（地雷除去装置）という単語は、MINENSUCHBOOT、MINBOOT、MMMBOOT のように表記された。暗号解読を難しくするため、メッセージは 250 文字に制限された。より長いメッセージは複数の部分に分割され、それぞれに異なるメッセージ キーが使用された。[ 41 ] [ 42 ]
エニグマ暗号機による文字置換は全体として、アルファベットの対応する位置にある文字を置き換える文字が各位置を占める文字列として表現できます。たとえば、AをL、BをU、CをS、…、ZをJに暗号化する特定の機械構成は、次のように簡潔に表現できます。
LUSHQOXDMZNAIKFREPCYBWVGTJ
そして、その構成による特定の文字の暗号化は、暗号化された文字を強調表示することによって表すことができる。
D > LUS(H)QOXDMZNAIKFREPCYBWVGTJ
エニグマ暗号機によるメッセージの暗号化動作は、暗号化される1文字ごとに異なる一連の構成であるため、このような表現のシーケンスを使用して、暗号機がメッセージを暗号化する際の動作を表すことができる。例えば、有名な「デーニッツ・メッセージ」[ 43 ]の本文の最初の文を暗号化するプロセスは、
RBBF PMHP HGCZ XTDY GAHG UFXG EWKB LKGJ
次のように表すことができます
0001 F > KGWNT(R)BLQPAHYDVJIFXEZOCSMU CDTK 25 15 16 26 0002 O > UORYTQSLWXZHNM(B)VFCGEAPIJDK CDTL 25 15 16 01 0003 L > HLNRSKJAMGF(B)ICUQPDEYOZXWTV CDTM 25 15 16 02 0004 G > KPTXIG(F)MESAUHYQBOVJCLRZDNW CDUN 25 15 17 03 0005 E > XDYB(P)WOSMUZRIQGENLHVJTFACK CDUO 25 15 17 04 0006 N > DLIAJUOVCEXBN(M)GQPWZYFHRKTS CDUP 25 15 17 05 0007 D > LUS(H)QOXDMZNAIKFREPCYBWVGTJ CDUQ 25 15 17 06 0008 E > JKGO(P)TCIHABRNMDEYLZFXWVUQS CDUR 25 15 17 07 0009 S > GCBUZRASYXVMLPQNOF(H)WDKTJIE CDUS 25 15 17 08 0010 I > XPJUOWIY(G)CVRTQEBNLZMDKFAHS CDUT 25 15 17 09 0011 S > DISAUYOMBPNTHKGJRQ(C)LEZXWFV CDUU 25 15 17 10 0012 T > FJLVQAKXNBGCPIRMEOY(Z)WDUHST CDUV 25 15 17 11 0013 S > KTJUQONPZCAMLGFHEW(X)BDYRSVI CDUW 25 15 17 12 0014 O > ZQXUVGFNWRLKPH(T)MBJYODEICSA CDUX 25 15 17 13 0015 F > XJWFR(D)ZSQBLKTVPOIEHMYNCAUG CDUY 25 15 17 14 0016 O > FSKTJARXPECNUL(Y)IZGBDMWVHOQ CDUZ 25 15 17 15 0017 R > CEAKBMRYUVDNFLTXW(G)ZOIJQPHS CDVA 25 15 18 16 0018 T > TLJRVQHGUCXBZYSWFDO(A)IEPKNM CDVB 25 15 18 17 0019 B > Y(H)LPGTEBKWICSVUDRQMFONJZAX CDVC 25 15 18 18 0020 E > KRUL(G)JEWNFADVIPOYBXZCMHSQT CDVD 25 15 18 19 0021 K > RCBPQMVZXY(U)OFSLDEANWKGTIJH CDVE 25 15 18 20 0022 A > (F)CBJQAWTVDYNXLUSEZPHOIGMKR CDVF 25 15 18 21 0023 N > VFTQSBPORUZWY(X)HGDIECJALNMK CDVG 25 15 18 22 0024 N > JSRHFENDUAZYQ(G)XTMCBPIWVOLK CDVH 25 15 18 23 0025 T > RCBUTXVZJINQPKWMLAY(E)DGOFSH CDVI 25 15 18 24 0026 Z > URFXNCMYLVPIGESKTBOQAJZDH(W) CDVJ 25 15 18 25 0027 U > JIOZFEWMBAUSHPCNRQLV(K)TGYXD CDVK 25 15 18 26 0028 G > ZGVRKO(B)XLNEIWJFUSDQYPCMHTA CDVL 25 15 18 01 0029 E > RMJV(L)YQZKCIEBONUGAWXPDSTFH CDVM 25 15 18 02 0030 B > G(K)QRFEANZPBMLHVJCDUXSOYTWI CDWN 25 15 19 03 0031 E > YMZT(G)VEKQOHPBSJLIUNDRFXWAC CDWO 25 15 19 04 0032 N > PDSBTIUQFNOVW(J)KAHZCEGLMYXR CDWP 25 15 19 05
各マッピングに続く文字は、その段階でウィンドウに表示される文字（オペレーターに見える唯一の状態変化）であり、数字は各ローターの物理的な位置を示しています。
マシンの特定の構成における文字マッピングは、マシンの各コンポーネントを通過するたびに適用される一連のマッピングの結果です。特定のコンポーネントのマッピングを適用して暗号化された文字は、次のコンポーネントのマッピングへの入力となります。たとえば、上記の暗号化の第4ステップは、同じマッピング表現と暗号化された文字の強調表示を使用して、これらの各段階を示すように展開できます。
G > ABCDEF(G)HIJKLMNOPQRSTUVWXYZ P EFMQAB(G)UINKXCJORDPZTHWVLYS AE.BF.CM.DQ.HU.JN.LX.PR.SZ.VW 1 OFRJVM(A)ZHQNBXPYKCULGSWEDI N 03 VIII 2 (N)UKCHVSMDGTZQFYEWPIALOXRJB U 17 VI 3 XJMIYVCARQOWH(L)NDSUFKGBEPZT D 15 V 4 QUNGALXEPKZ(Y)RDSOFTVCMBIHWJ C 25 β R RDOBJNTKVEHMLFCWZAXGYIPS(U)Q c 4 EVTNHQDXWZJFUCPIAMOR(B)SYGLK β 3 H(V)GPWSUMDBNTNCOKXJIQZRFLAEY V 2 TZDIPNJESYCUHAVRMXGKB(F)QWOL VI 1 GLQYW(B)TIZDPSFKANJCUXREVMOH VIII PE(F)MQABGUINKXCJORDPZTHWVLYS AE.BF.CM.DQ.HU.JN.LX.PR.SZ.VW F < KPTXIG(F)MESAUHYQBOVJCLRZDNWここでは、暗号化は、キーボードを表す最初の「マッピング」（効果なし）から簡単に始まり、次に「G」には影響しないAE.BF.CM.DQ.HU.JN.LX.PR.SZ.VWとして構成されたプラグボード、続いてGをAにマッピングする03位置のVIIIローター、次にAをNにマッピングする17位置のVIローター、...、そして最後に再びプラグボードがBをFにマッピングし、最終ステップで示される全体的なマッピング（GからF）を生成します。
このモデルには4つのローター（1～4行目）があり、リフレクター（R行目）も文字を並べ替えたり（文字を歪ませたり）します。
エニグマには複数の設計が存在した。最も初期のものは1920年代初頭に登場した商用モデルである。1920年代半ばからドイツ軍がエニグマの使用を開始し、セキュリティ関連の改良を数多く加えた。各国はエニグマの設計を採用したり、自国の暗号機に改良したりした。
推定4万台のエニグマ暗号機が製造された。[ 44 ] [ 45 ]第二次世界大戦終結後、連合国は、依然として安全だと広く考えられていた鹵獲したエニグマ暗号機を発展途上国に売却した。[ 46 ]
1918年2月23日、[ 47 ]アーサー・シェルビウスはローターを使用した暗号機の特許を申請した。[ 48 ]シェルビウスとE・リヒャルト・リッターはシェルビウス＆リッター社を設立した。彼らはドイツ海軍と外務省に設計を持ちかけたが、どちらの機関も興味を示さなかった。その後、シェルビウス＆リッターは特許権をゲヴェルクシャフト・セキュリタスに譲渡し、同社は1923年7月9日に暗号機株式会社を設立した。シェルビウスとリッターは取締役会のメンバーであった。
Chiffriermaschinen AGは、1924年の国際郵便連合大会で展示された回転式暗号機「Enigma Handelsmaschine」の広告を開始した。この機械は重くてかさばり、タイプライターが組み込まれていた。寸法は65×45×38cm 、重量は約50kg（110ポンド）だった。
これもタイプライター付きのモデルだった。プリンターには多くの問題があり、構造が安定したのは1926年になってからだった。初期のエニグマはどちらもリフレクターが搭載されておらず、暗号化と復号化を切り替える必要があった。
シェルビウスの同僚であるウィリ・コルン[ 30 ]が提案した反射板は、グローランプのバージョンで導入された。
この暗号機は軍用エニグマとしても知られていた。2つのローターと手動で回転できるリフレクターを備えていた。タイプライターは省略され、出力にはグローランプが使用された。操作方法は後のモデルとは若干異なっていた。次のキーを押す前に、オペレーターはボタンを押して右側のローターを1ステップ進める必要があった。
エニグマモデル Bは 1924 年後半に導入され、同様の構造であった。[ 49 ]エニグマという名前を冠しているものの、モデルAとBは後のバージョンとはかなり異なっていた。物理的なサイズや形状だけでなく、反射板がないという暗号学的にも違いがあった。このエニグマ マシンのモデルは、紙ではなくランプ パネルに出力したため、グローランプ エニグマまたはGlühlampenmaschineと呼ばれた。この出力方法ははるかに信頼性が高く、コスト効率も優れていた。そのため、このマシンの価格は前モデルの 8 分の 1 であった。[ 25 ]
モデルCは、いわゆる「グローランプ・エニグマ」の3番目のモデル（AとBに続く）であり、タイプライターは搭載されていなかった。[ 25 ]
エニグマC はすぐにエニグマ D (1927 年)に取って代わられた。このバージョンは広く使用され、スウェーデン、オランダ、イギリス、日本、イタリア、スペイン、アメリカ、ポーランドに出荷された。1927 年、イギリス政府暗号学校のヒュー・フォスは、適切な暗号解読ツールがあれば、市販のエニグマ マシンを解読できることを示した。[ 50 ]まもなく、エニグマ D は、ドイツのコンピューティングで使用される標準キーボード レイアウトの使用を先駆けることになる。この「QWERTZ」レイアウトは、多くの言語で使用されているアメリカのQWERTYキーボード フォーマットと非常によく似ている。
他の国々もエニグマ暗号機を使用していた。イタリア海軍は市販のエニグマを「海軍暗号D」として採用した。スペインも内戦中に市販のエニグマ暗号機を使用した。プラグボードがなかったこれらの機械は、イギリスの暗号解読者によって解読された。[ 51 ]エニグマ暗号機は外交機関でも使用された。
また、大型の8ローター印刷モデルであるエニグマH （ドイツ国防軍ではエニグマIIと呼ばれた）も存在した。1933年、ポーランド暗号局はこれが高レベルの軍事通信に使用されていることを突き止めたが、信頼性が低く、頻繁に妨害されたため、すぐに撤去された。[ 52 ]
スイスは軍事・外交用途に、商用版エニグマDと非常によく似たエニグマのK型、またはスイスK型と呼ばれるバージョンを使用した。この暗号機のコードはポーランド、フランス、イギリス、そしてアメリカ合衆国によって解読され、アメリカ合衆国はこれをインディゴと名付けた。日本はティルピッツと名付けられたエニグマT型を使用した。
ドイツ国防軍の各部隊は様々なバージョンのエニグマを使用し、頻繁に交換した。時には他の部隊から流用されたものに交換することもあった。エニグマは高度な戦略メッセージを伝えることはほとんどなく、緊急性の低いメッセージは伝令によって、緊急性の高いメッセージはゲハイムシュライバーなどの他の暗号システムによって伝えられた。
ドイツ海軍はエニグマを採用した最初の軍事部門でした。このバージョンは「無線暗号C」と呼ばれるもので、 1925年までに生産が開始され、1926年に運用が開始されました。[ 53 ]
キーボードとランプボードには、QWERTZUI 配列ではなくアルファベット順に並べられた29 文字 (AZ、Ä、Ö、Ü ) が含まれていました。 [ 54 ]ローターには 28 個の接点があり、文字Xは暗号化されていないローターをバイパスするように配線されていました。[ 22 ] 5 つのローターから 3 つが選択され、 [ 55 ]リフレクターは α、β、γ、δ と表記される 4 つの異なる位置のいずれかに挿入できました。[ 56 ]この機械は 1933 年 7 月に若干の改良が加えられました。[ 57 ]
1928年7月15日までに[ 58 ]ドイツ陸軍（ライヒスヴェーア）はエニグマ暗号機の独自のバージョンであるエニグマGを導入した。
アプヴェーアはエニグマGを使用していた。このエニグマの派生型は、ローターに複数の切り欠きがある4輪非ステッカー式の暗号機だった。このモデルにはキーを押すたびに増加するカウンターが搭載されていたため、「カウンター機」または「Zählwerk Enigma」とも呼ばれている。
エニグマ機Gは1930年6月までにエニグマIに改良された。[ 59 ]エニグマIは国防軍、または「軍用」エニグマとしても知られ、第二次世界大戦前および戦中にドイツ軍やその他の政府機関（鉄道[ 60 ]など）で広く使用された。
エニグマI （1930年のドイツ陸軍版）と市販のエニグマモデルの主な違いは、文字のペアを入れ替えるためのプラグボードが追加されたことで、暗号の強度が大幅に向上した点である。
その他の違いとしては、固定反射板の使用や、ローター本体から可動文字リングへの段差ノッチの移動などが挙げられる。この機械は28cm × 34cm × 15cm （11.0インチ× 13.4インチ× 5.9インチ）の大きさで、重さは約12kg （26ポンド）であった。[ 61 ]
1935年8月、空軍は通信用にドイツ国防軍のエニグマを導入した。[ 59 ]
1930年までに、ドイツ国防軍は、セキュリティの向上（プラグボードによる）と軍種間の通信の容易化という利点を挙げ、海軍にこの機械を採用するよう提案した。[ 62 ]ドイツ海軍は最終的にこれに同意し、1934年に[ 63 ]陸軍のエニグマの海軍版である「Funkschlüssel '」またはM3を運用開始した。当時、陸軍は3つのローターしか使用していなかったが、海軍は可能な5つの中から3つを選択するように指定した。[ 64 ]
1938年12月、陸軍は2つの追加ローターを支給し、5つのローターから3つを選択できるようにした。[ 59 ] 1938年、海軍はさらに2つのローターを追加し、1939年にはさらに1つ追加して、8つのローターから3つを選択できるようにした。[ 64 ]
1942年2月1日、海軍はUボート通信用に4ローターのエニグマ暗号機を導入した。これはM4と呼ばれ（連合国側ではトリトン、あるいはシャークと呼ばれた）、反射鏡を薄い反射鏡と薄い4番目のローターの組み合わせに分割することで、同じスペースに1つの追加ローターが取り付けられた。
エニグマ暗号解読の取り組みは1973年まで公表されなかった。それ以来、エニグマ暗号機への関心が高まっている。エニグマは世界中の博物館で一般公開されており、いくつかは個人コレクターやコンピュータ史愛好家の手に渡っている。[ 65 ]
ミュンヘンのドイツ博物館には、3ローター式と4ローター式のドイツ軍用機に加え、複数の民間機が展示されている。ベルリンのドイツ諜報博物館にも、軍用機が2種類展示されている。[ 66 ]エニグマ暗号機は、ブレッチリー・パークの国立暗号センター、政府通信本部、ロンドンの科学博物館、テネシー州のディスカバリー・パーク・オブ・アメリカ、ワルシャワのポーランド陸軍博物館、ストックホルムのスウェーデン陸軍博物館（Armémuseum ）、スペインのア・コルーニャ軍事博物館、ノルウェーのナルヴィクにあるノールラン赤十字戦争記念博物館、[ 67 ]フィンランドのハメーンリンナにある砲兵・工兵・信号博物館、[ 68 ] デンマークのリンビーにあるデンマーク工科大学、デンマークのスカンデルボルグにあるスカンデルボルグ・バンカーネ、オーストラリアのキャンベラにあるオーストラリア戦争記念館とオーストラリア信号局のロビーにも展示されています。ロンドンのヨゼフ・ピウスツキ研究所は、1940年にフランスで組み立てられた珍しいポーランドのエニグマ二重暗号機を展示した。 [ 69 ] [ 70 ] 2020年には、文化・国家遺産省の支援により、ポーランド歴史博物館の所有物となった。[ 71 ]
アメリカでは、カリフォルニア州マウンテンビューのコンピュータ歴史博物館と、メリーランド州フォートミードにある国家安全保障局の国立暗号博物館でエニグマ暗号機を見ることができます。フォートミードでは、来館者はメッセージの暗号化と解読に挑戦できます。第二次世界大戦中にU-505が捕獲された後に入手された2台のエニグマ暗号機は、イリノイ州シカゴの科学産業博物館で潜水艦とともに展示されています。3ローターのエニグマは、テネシー州ユニオンシティのディスカバリーパークオブアメリカに展示されています。4ローターのエニグマは、ペンタゴンの2階、Aリング、8番通路と9番通路の間にあるANZUS回廊に展示されています。この機械はオーストラリアから貸し出されています。コロラドスプリングスの米国空軍士官学校のコンピュータ科学科には、エニグマが展示されています。ニューオーリンズの国立第二次世界大戦博物館にもエニグマが展示されています。ボストン近郊の第二次世界大戦国際博物館には、Uボートの4ローターモデル、プリンター付きのエニグマ機の現存する3台のうちの1台、現存する10ローター暗号機の1台、撤退するドイツ軍部隊によって爆破された例、そして来館者が操作してメッセージを暗号化および復号できる2台の3ローターエニグマを含む、7台のエニグマ機が展示されている。ジョージア州ロズウェルのミムズ技術芸術博物館には、2つの追加ローターを備えた3ローターモデルがある。この機械は完全に修復されており、CMoAは1936年3月7日にドイツ軍が購入した際のオリジナルの書類を所蔵している。国立コンピューティング博物館にも、イギリスのブレッチリーにある現存するエニグマ機が収蔵されている。[ 72 ]カーネギーメロン大学図書館にも、特別コレクション内に保管されている2台のエニグマ機がある。[ 73 ] これらのモデルは、3ローターのA5005と4ローターのM16681である。[ 74 ]
カナダでは、スイス軍支給のEnigma-Kがアルバータ州カルガリーに所蔵されている。これはカルガリー軍事博物館群内にあるアルバータ海軍博物館に常設展示されている。また、オンタリオ州キングストンにあるカナダ軍基地（CFB）キングストンの軍事通信電子博物館には、4ローター式のEnigma暗号機が展示されている。
エニグマ暗号機は時折オークションで販売され、近年では40,000米ドル[ 75 ] [ 76 ]から2017年には547,500米ドル[ 77 ]まで価格が変動している。レプリカは、海軍M4モデルの正確な復元版、電子的に実装されたエニグマ（Enigma-E）、さまざまなシミュレーター、紙とはさみのアナログなど、さまざまな形で入手可能である。
2000年4月1日、ブレッチリー・パーク博物館から、ドイツ国防軍の希少なエニグマ暗号機（G312）が盗まれた。9月には、「マスター」と名乗る男が2万5000ポンドの身代金を要求するメモを送り、支払わなければ暗号機を破壊すると脅迫した。2000年10月初旬、ブレッチリー・パークの関係者は身代金を支払うと発表したが、期限が過ぎても脅迫者からの連絡はなかった。その後まもなく、暗号機は3つのローターが欠落した状態で、匿名でBBCのジャーナリスト、ジェレミー・パックスマンに送られた。
2000年11月、デニス・イェーツという名の骨董商が、サンデー・タイムズに電話をかけて紛失した部品の返却を手配した後に逮捕された。エニグマ暗号機は事件後ブレッチリー・パークに返還された。2001年10月、イェーツは懲役10ヶ月の判決を受け、3ヶ月服役した。[ 78 ]
2008 年 10 月、スペインの日刊紙エル・パイスは、マドリードの陸軍本部の屋根裏部屋で 28 台のエニグマ暗号機が偶然発見されたと報じた。これらの 4 ローターの市販の暗号機は、フランコの国民党がスペイン内戦に勝利するのに役立った。なぜなら、1937 年にイギリスの暗号学者アルフレッド・ディルウィン・ノックスがフランコのエニグマ暗号機で生成された暗号を解読したが、それが共和派には開示されず、共和派は暗号を解読できなかったからである。国民党政府は 50 台のエニグマを 1950 年代まで使い続けた。一部の機械はスペインの軍事博物館に展示されており[ 79 ] [ 80 ]、ラ・コルーニャの国立科学技術博物館 (MUNCYT) とスペイン陸軍博物館に 1 台が展示されている。2 台はイギリスの GCHQ に寄贈された。[ 81 ]
ブルガリア軍はキリル文字キーボード付きのエニグマ暗号機を使用しており、そのうちの1台はソフィアの国立軍事史博物館に展示されている。[ 82 ]
2020年12月3日、世界自然保護基金（WWF）のために活動するドイツのダイバーが、フレンスブルク湾（バルト海の一部）で破壊されたエニグマ暗号機を発見した。これは自沈したUボートのものと考えられている。[ 83 ]このエニグマ暗号機はシュレースヴィヒ＝ホルシュタイン考古学博物館によって修復され、同博物館の所有物となる予定である。[ 84 ]
M4エニグマは1980年代に、 1945年にイストリア海岸沖で沈没したドイツの掃海艇R15から引き揚げられた。この機械は2023年4月13日にスロベニアのピヴカ軍事史公園で展示された。[ 85 ]
2025年11月、オークションハウスのクリスティーズのパリ支店は、カール・デーニッツが使用したエニグマM4を匿名の買い手に482,600ユーロで売却した。[ 86 ]
エニグマは暗号機の設計分野に大きな影響を与え、他のローター式暗号機を生み出した。イギリスはエニグマの動作原理を発見すると、ドイツが解読不可能だと信じていたタイプックス・ローター式暗号を開発した。 [ 87 ]タイプックスは元々エニグマの特許から派生したもので、[ 88 ]タイプックスには実際のエニグマ機から省略された特許明細書の特徴も含まれている。イギリスは特許の使用料を支払わなかった。[ 88 ] アメリカでは、暗号学者のウィリアム・フリードマンが1936年から論理的に類似したM-325暗号機を設計した。 [ 89 ] [ 90 ] [ 91 ]
SIGABA、NEMA 、Typexなどの機械は、内部の暗号機能がエニグマ変換と数学的に同一ではないため、エニグマの派生機種とはみなされない。
クリプトグラフと呼ばれるユニークなローターマシンは、2002年にオランダ在住のタチアナ・ファン・ヴァルクによって製作された。この装置は40ポイントのローターを使用しており、文字、数字、および一部の句読点を使用できる。各ローターは509個の部品で構成されている。[ 92 ]
