恩尼格玛密码机
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一台德国军用三转子恩尼格玛机的接线板，键盘，显示板和转子。
在密码学史中，恩尼格玛密码机（德语：Enigma，又译哑谜机，或谜）是一种用于加密与解密文件的密码机。确切地说，恩尼格玛是一系列相似的转子机械的统称，它包括了许多不同的型号。
恩尼格玛机在1920年代早期开始被用于商业，一些国家的军队与政府也曾使用过它，其中的主要使用者是第二次世界大战时的纳粹德国。[1]
在恩尼格玛机的所有版本中，最著名的是德国使用的军用版本。尽管此机器的安全性较高，但盟军的密码学家们还是成功地破译了大量由这种机器加密的信息。1932年，波兰密码学家马里安·雷耶夫斯基，杰尔兹·罗佐基和亨里克·佐加尔斯基根据恩尼格玛机的原理破译
了它。1939年中期，波兰政府将此破译方法告知了英国和法国。盟军的情报部门将破译出来的密码称为ULTRA，这极大地帮助了西欧的盟军部队。ULTRA到底有多大贡献还在争论中，但是人们都普遍认为盟军在西欧的胜利能够提前两年，完全是因为恩尼格玛机被成功破译。[2][3]
尽管恩尼格玛机在加密方面具有不足之处，但是经它加密的文件还是很难破解，盟军能够破译它的密码完全是因为德国还犯了其它一些大错误（如加密员的失误，使用步骤错误，机器或密码本被缴获等等）。[4]
本文讲述的是恩尼格玛密码机本身，即它的结构和使用方法。 目录 [隐藏]
?1 描述 ?1.1 转子 ?1.2 转动
?1.3 固定接口 ?1.4 反射器 ?1.5 接线板 ?1.6 附件
?1.7 数学描述 ?2 操作步骤 ?2.1 指示器
?2.2 缩写与指导 ?3 恩尼格玛的破译
?4 恩尼格玛机的历史与发展 ?4.1 商业用恩尼格玛机 ?4.2 军用恩尼格玛机 ?5 保存下来的恩尼格玛机 ?5.1 恩尼格玛机的变种 ?6 小说角色 ?7 参见 ?8 脚注 ?9 参考资料 ?10 延伸阅读
[编辑] 描述
这张恩尼格玛的原理图显示了按下A键后机器是如何将它显示成D键的（灯D发亮），而按下D键的同时灯A也会发亮，但是按下A键是永远不会使灯A发亮的。
恩尼格玛机转子的工作原理图，连续按两次A键后，电流会流经所有转子，通过反射器后分别向反方向流到G灯和C灯。 注意：转子上的灰色线条代表了其它可能的线路，这些线条与转子以硬接连方式连接起来。 连续按两次A键会得到不同的结果，第一次得到的是G，第二次是C。这是因为最右边的转子在第一次按下A键后会旋转一点点，这就将A键发出的电流送到了一个完全不同的路线上。
与其它转子机械相同的是，恩尼格玛机也结合了机械系统与电子系统。机械系统包括了一个包含了字母与数字的键盘，相邻地排列在一个轴上的一系列名为“转子”的旋转圆盘，还有一个在每次按键后就使一个或几个转子旋转的装置。各种恩尼格玛机上的机械系统都各为不同，但是，但是它们之间最大的共同点就是在每次按键后最右边的转子都会旋转，并且有些时候与它相邻的一些转子也会旋转。转子持续的旋转会造成每次按键后得到的加密字母都会不一样。
机械系统这样运行的原因是要产生不同的电流通路，字母的加密由机器自动完成。当一个键被按下后，电流就会流过各种线路，最终点亮其中一个灯，这个灯显示的就是加密后的字母。举例来说，如果想要发送一条以ANX开头的信息，操作员会先按下A键，这时灯Z就可能变亮，Z就是加密后的信息的第一个字母。操作员之后会按同样的步骤继续输入信息。
为了解释恩尼格玛机的工作原理，我们用左侧的图表进行说明。为了使读者更容易理解，在此只显示4个键及灯和其它元件。实际上，恩尼格玛机拥有显示灯，按键，插孔和线路各26个。电流首先从电池①流到双向开关②，再流到接线板③。接线板的作用是将键盘②与固定接口④连接起来。接下来，电流会流到固定接口④，然后流经3个（德国防卫军版）或4个（德国海军M4版和德国阿博维尔情报局版）转子⑤，之后进入反射器⑥。反射器将电流从另一条线路向反方向导出，电流会再一次通过转子⑤和固定接口④，之后到达插孔S，又通过一条电线⑧流到插孔D，最后通过另一个双向开关⑨去点亮显示灯。[5]
转子的转动造成的电流路径的持续变化使恩尼格玛机（在当时）具有了高度的保密性。
[编辑] 转子
如欲了解转子的接线，排列和加密效果，请参见恩尼格玛机转子详情。
一个恩尼格玛机转子的左侧，此图显示了平整的金属触点。一个V型刻痕位于左侧。
这个转子的右侧，此图显示了它的金属管脚。罗马数字V标明了转子的线路。
转子组成了恩尼格玛机的核心部分。每个转子的直径大约为10厘米，形状为圆盘形，由硬质橡胶或电木制成，一系列由弹簧承载的黄铜管脚呈环形排列于其中一面，而另一面相对应的则是圆形的金属触点。管脚与触点代表的是字母表上的全部字母，典型的排列就是A-Z（以下的介绍全部假设转子为这种排列方式）。当两个转子的位置相邻时，其中一个的管脚就会接触另外一个的金属触点，这就形成了一个通路。在转子内部，有26条金属线将一面的管脚与另一面的触点连接起来，这些金属线的排列方式在每个转子内都有所不同。
恩尼格玛机的三个转子和一个轴。
单一的一个转子的加密方式是很简单的，它只使用了一种初级的替换式密码。比如说，E键对应的管脚可能会连到同一个转子另一面的T触点。使恩尼格玛机的加密变得复杂的是多个转子的同时使用，一般在一台恩尼格玛机内有3个或4个转子，在输入信息的同时转子还会转动，这就产生了一种安全得多的加密方式。
当被放进恩尼格玛机后，一个转子可以有26种排列方法。它可以通过操作员来转动，如图2所示。为了使操作员知道转子的转动情况，每个转子在转盘外部都有一个刻着字母或数字的环；其中一个字母可以通过一个小窗看见，同时将转子的转动情况显示给操作员。在早期的型号中，这个字母环是固定于转子上的，但在后来的型号当中，操作员可以通过调整字母环的位置而调整转子内的线路。
每个转子上都有一个V形刻痕（有时有多个），这些刻痕是用来控制转子的转动的。在军用
恩尼格玛机中，这些刻痕位于字母环上。
恩尼格玛机转子的结构 相邻排列的三个转子 1.具有V形刻痕的外环
2.显示触点A位置的一个标记 3.字母环 4.金属触点
5.连接触点与管脚的线路 6.管脚 7.调节器 8.轴
9.方便操作员转动的外环 10.棘轮（防止倒转）
陆军和空军的恩尼格玛机在一开始只拥有3个转子，1938年12月15日开始使用5个转子。这些转子使用罗马数字来辨识：I，II，III，IV，V，每个转子都有一个V形刻痕，这些刻痕在每个转子上的字母环中的位置都有所不同。这本来是作为一种安全措施的，但是它最终成为了波兰时钟解码法和英国Banburismus解码法的突破口。
德国海军使用的恩尼格玛机比其它军种的拥有更多转子 (调节器)：一开始为6个，后来变成7个，最终增加到8个。这三个新加的转子被命名为VI，VII和VIII，内部线路互不相同，并且具有两个V形刻痕，它们分别位于N触点与A触点，这使转子的转动更为频繁。
四转子的海军版恩尼格玛机为转子预留的空间与三转子版的一样。为了放入第4个转子，原来三转子版的反射器需要被换成一个较薄的反射器，并且第4个转子也是一个特殊的转子。这第4个转子有两种型号，即Beta型和Gamma型。这个转子是不会旋转的，但是它可以被手动调到26个位置中的任意一个。
[编辑] 转动
恩尼格玛机转子的转动示意图。绿色的为防倒转装置。第一个转子（1）的防倒转齿总是与防倒转爪相接，所以在每一次按键后都会转动。第二个转子（2）的防倒转齿现在与防倒转爪相接，因为防倒转爪位于第一个转子上的缺口内。而第三个转子（3）的防倒转齿没有与防倒转爪相接，因为防倒转爪位于第二个转子上的缺口以外，所以它只会沿着第二个转子的光滑外缘滑动。
为了避免产生简单（并且容易破译）的加密信息，有一些转子在操作员连续按下同一个键时