密碼學/恩尼格瑪密碼機
恩尼格瑪是一種機電轉子密碼機，用於加密和解密，從 20 世紀 20 年代初開始在歐洲的各種形式中被廣泛使用。它最著名的是從 1930 年左右開始被大多數德國軍隊採用。易於使用和據稱牢不可破的密碼是它被廣泛使用的主要原因。該機器有兩個固有的弱點：它保證字母永遠不會被加密成自身，並且最右側的轉子在下一個轉子旋轉之前會旋轉一定數量的位置（最初版本為 26）。在德國的使用中，多年來沒有更換轉子以及訊息中的模式進一步削弱了該系統。密碼被破譯，解讀它沒有保護的資訊有時被認為至少提前一年結束了第二次世界大戰。
英國的對應加密機器Typex和幾種美國的加密機器，例如 SIGABA（或軍隊使用的 M-134-C），在原理上與恩尼格瑪相似，但安全性更高。第一個現代轉子密碼機是由愛德華·赫伯恩發明的，它的安全性要低得多，威廉·F·弗裡德曼在它被提供給美國政府時就注意到了這一點。
恩尼格瑪是由阿瑟·謝爾比烏斯開發的，它有多個版本，可以追溯到 1919 年。他成立了一家柏林公司生產這種機器，第一款商用版本（恩尼格瑪-A）於 1923 年開始銷售。隨後出現了另外三種商用版本，恩尼格瑪-D 在 1926 年被帝國海軍購買了多臺後，成為最重要的版本。基本設計隨後在 1929 年被陸軍採用，此後幾乎所有德國軍事組織以及納粹階層的許多部門都採用了該設計。在德國海軍中，它被稱為“M”機器。
恩尼格瑪的各種版本在整個戰爭中幾乎用於所有德國（以及許多其他歐洲軸心國）的無線電，以及通常的電報通訊；甚至天氣預報也用恩尼格瑪密碼機加密。據說西班牙（在內戰期間）和義大利（在第二次世界大戰期間）在軍事通訊中使用了一種未經修改的商用模型。這樣做是不明智的，因為英國（以及可以推測的其他人）已經成功地破譯了普通商用版本（或其等效版本）。這導致英國在馬塔潘戰役中擊敗了大部分義大利艦隊。
恩尼格瑪密碼機是一種機電裝置，這意味著它結合了電氣和機械部件。該機制主要由一個打字機風格的鍵盤組成，該鍵盤操作電氣開關以及齒輪機構。
電氣部分由一個透過按鍵連線到燈泡的電池組成。一般來說，當按下鍵盤上的一個鍵時，燈泡中的一個會由電池點亮。在右邊的圖片中，你可以看到機器前面打字機鍵，燈泡是小而幾乎看不見的圓圈，位於機器中間的鍵盤“上方”。
基本機器的核心是機械的，由幾個連線的轉子組成。大多數版本中的恩尼格瑪轉子由扁平的圓盤組成，每個圓盤兩側有 26 個觸點，以圓形方式排列在圓盤外表面周圍。每個圓盤一側的每個觸點都連線到另一側的不同觸點。例如，在一個特定的轉子中，轉子一側的第 1 個觸點可能連線到另一側的第 14 個觸點，第一側的第 2 個觸點連線到另一側的第 22 個觸點，依此類推。恩尼格瑪配備的每個轉子的佈線都不同於其他轉子，德國軍隊/政黨模型使用的轉子佈線與任何商用模型不同。
機器內部有三個插槽（在大多數變體中），可以將轉子放置在其中。轉子以這種方式“堆疊”在插槽中，即一個轉子的“輸出”側的觸點與下一個轉子的“輸入”觸點接觸。大多數版本中的第三個轉子連線到一個反射器（在恩尼格瑪家族中是獨一無二的，與那個時期設計的其他轉子機器不同），它被硬連線以將第三個轉子的輸出反饋回第三個轉子的不同觸點，然後反饋回第一個轉子，但透過不同的路徑。在圖片中，你可以看到機器頂部的三個堆疊的轉子，面板表面突出著齒，這些齒允許手動轉動轉子。
當按下鍵盤上的一個鍵時，來自電池的電流會從該鍵控制的開關，例如 A，流入第一個轉子的一個位置。它會透過轉子內部的佈線傳送到，例如，另一側的 J 位置。然後它會進入下一個轉子，也許會轉動，使得第一個轉子的 J 與第二個的 X 對齊。從那裡它會傳送到第二個轉子的另一側，依此類推。由於訊號已透過轉子並返回，因此燈泡陣列中會點亮一個字母而不是 A，從而用一個字母代替另一個字母，這是所有替換密碼系統的基本機制。
由於轉子隨著每次按鍵都會改變位置（有點像汽車裡程表），所以 A 這次可能是 Q，但下一個 A 會是其他東西，可能是 T。按下 26 個字母后，轉子上的一個凸輪會將下一個插槽中的轉子向前移動一個位置。因此，替換字母表會隨著每個明文字母而改變，並且會在很長一段時間內隨著每個明文字母而不斷改變。
更重要的是，由於每個轉子的佈線“隨機”，因此這些替換字母表的精確序列會根據轉子的初始位置、它們的安裝順序以及機器中安裝了哪些轉子而有所不同。這些設定被稱為初始設定，並被記錄在每月（一開始）出版的書籍中——後來它們變得更頻繁了。
該機器最常見的版本是對稱的，從某種意義上說，解密的方式與加密的方式相同：輸入密文，點亮的燈泡序列將對應於明文。但是，這隻有在解密機器具有與加密機器相同的配置（即初始設定）時才有效（轉子順序、佈線、字母環設定和初始位置）；這些設定會定期更改（最初每月一次，然後每週一次，然後每天一次，甚至在戰爭結束時更頻繁地發生在某些網路上），並指定在分發給恩尼格瑪使用者的金鑰表中。