thumb|Modèle allemand d'une machine Enigma de 1942 vignette|Logo d’Enigma.|alt=« ENIGMA » en bleu sur fond noir dans un ovale. La taille des lettres suit la forme de l’ovale. vignette|Enigma, machine de chiffrement électromécanique à cylindres ; la version ci-dessus est un modèle militaire suisse, avec console de lecture supplémentaire. vignette|Tableau de permutations. thumb|La machine enigma du collectioneur Edmond Kern au Musée militaire Park Francedna.fr/ edmond-kern-devoile-le-mythe-d-enigma thumb|Enigma de 1942 capot ouvert Enigma est une machine électromécanique portative servant au chiffrement et au déchiffrement de l'information. Elle fut inventée par l'Allemand Arthur Scherbius, reprenant un brevet du Néerlandais Hugo Koch, datant de 1919.. Enigma fut principalement utilisée par l’Allemagne nazie (Die Chiffriermaschine Enigma) pendant la Seconde Guerre mondiale. Le terme « Enigma » désigne en fait toute une famille de machines, car il en a existé de nombreuses et subtiles variantes, commercialisées en Europe et dans le reste du monde à partir de 1923. Elle fut aussi adoptée par les services militaires et diplomatiques de nombreuses nations.
Son utilisation la plus célèbre fut celle faite par l'Allemagne nazie et ses alliés, avant et pendant la Seconde Guerre mondiale, la machine étant réputée inviolable selon ses concepteurs. Néanmoins un nombre important de messages Enigma ont pu être déchiffrés près de sept ans avant la guerre.
Dès 1931, le capitaine Gustave Bertrand du des Service français de renseignement était parvenu à recruter une source, Hans-Thilo Schmidt, au sein même du bureau du chiffre du ministère de la Reichswehr. Il obtint de lui les premières copies de la documentation et des manuels d'emploi. Il les proposa à l'Intelligence Service britannique, qui se montra sceptique, et au service polonais, qui fut très intéressé. Une coopération s'instaura, qui allait durer jusqu'en 1939. Les Français continuèrent de fournir de nouveaux renseignements obtenus de la même source et les Polonais montèrent une équipe qui parvint à reproduire la machine à partir de la documentation de plus en plus précise qui leur parvenait.
En , trois mathématiciens polonais (Marian Rejewski, Jerzy Różycki et Henryk Zygalski) ont réussi à décrypter des messages de l'Enigma. En , Rejewski a mis en place un déchiffrage par une machine électromécanique (appelée une « bombe cryptologique » ). Le à Pyry près de Varsovie, les Polonais ont transmis un exemplaire d'Enigma ainsi que la documentation sur le décryptage aussi bien aux représentants de renseignement français qu'aux représentants de renseignement britannique.
Pendant le second conflit mondial, les cryptanalystes britanniques, dont Alan Turing, purent continuer les travaux du mathématicien polonais Marian Rejewski. Ils furent par la suite, dans des circonstances favorables et pendant des intervalles de temps plus ou moins longs, capables de déchiffrer les messages Enigma en perfectionnant les « bombes électromécaniques »Voir Cryptanalyse d'Enigma. inventées et mises au point par Rejewski.
Les informations obtenues grâce au déchiffrement des messages d'Enigma donnèrent au camp des Alliés un avantage certain dans la poursuite de la guerre. On a estimé que le conflit en Europe a été écourté d'au minimum deux ans grâce à la cryptanalyse des chiffres et des codes allemandsVoir Ultra...
Description vignette|Machine Enigma modèle 1940. vignette|Clavier d'Enigma, capot fermé (gauche) et ouvert (droite), montrant les rotors et le compartiment de la batterie. Enigma chiffre les informations en faisant passer un courant électrique à travers une série de composants. Ce courant est transmis en pressant la touche d'une lettre sur le clavier ; il traverse un réseau complexe de fils puis allume une lampe qui indique la lettre chiffrée. Le premier composant du réseau est une série de roues adjacentes, appelées « rotors », qui contiennent les fils électriques utilisés pour chiffrer le message. Les rotors tournent, modifiant la configuration complexe du réseau chaque fois qu'une lettre est tapée. Enigma utilise habituellement une autre roue, appelée « réflecteur », et un composant appelé « tableau de connexion », ce qui permet de rendre plus complexe encore le processus de chiffrement.
Enigma est une machine électromécanique, ce qui signifie qu'elle utilise une combinaison de parties mécaniques et électriques. La partie mécanique est composée du clavier, des différents « rotors » rangés le long d'un axe et d'un mécanisme entraînant en rotation un ou plusieurs des rotors chaque fois qu'on appuie sur une touche. Le mécanisme exact varie, mais la forme la plus commune est celle où le rotor du côté droit tourne chaque fois qu'on appuie sur une touche et où régulièrement les rotors voisins sont déplacés, de manière similaire au fonctionnement d'un odomètre. Le mouvement continu des rotors permet l'obtention de transformations cryptographiques différentes chaque fois qu'on utilise une touche. La partie électrique de l'appareil est constituée par une pile reliant les touches du clavier à des lampes. Lorsque l'on appuie sur l'une des touches, l'une des lampes s'allume. Par exemple, lorsqu'un message commence par la séquence ANX…, l'opérateur appuie sur la touche A et la lampe Z s'allume alors ; dans ce cas, Z est la première lettre du texte chiffré. L'opérateur procède alors au chiffrement de la lettre N de la même manière et ainsi de suite pour les lettres suivantes.
Dans le détail, le courant part de la batterie et traverse linterrupteur à deux positions contrôlées par la touche sur laquelle on appuie. Il arrive alors au pupitre de connexions. Ce pupitre, situé sur la face avant de la machine, permet à l'utilisateur de facilement modifier les connexions entre le clavier et le disque d'entrée, afin de modifier l'encodage des touches. Le courant se dirige ensuite vers le disque d'entrée. Il parcourt alors l'assemblage des rotors, suivant la position de chacun de ceux-ci. Il passe ainsi de rotor en rotor, jusqu'à atteindre le réflecteur, qui renvoie le signal jusqu'au disque d'entrée, mais par un autre chemin que celui utilisé à l'aller (originalité qui distingue la famille des machines Enigma des autres machines à rotors de l'époque qui ne disposaient pas de réflecteur). Le courant passe enfin par un autre des interrupteurs à deux positions et allume l'une des lampes, correspondant à l'encodage de la touche utilisée.
Pour déchiffrer un message, il faut soit disposer d'une machine Enigma absolument identique à celle qui a été utilisée par l'expéditeur pour le chiffrement de ce message, et que cette machine soit réglée de la même façon, soit avoir une connaissance approfondie du fonctionnement extraordinairement complexe de cette machine, ce dont peu de gens étaient capables, même sur la base militaire britannique de Bletchley Park. Une fois la clef quotidienne d'encodage découverte, tous les messages échangés ce jour-là par le réseau concerné peuvent être très rapidement décryptés.
Rotors Les rotors (aussi appelés rouleaux ou tambours ) forment le cœur de la machine Enigma. D'un diamètre d'environ dix centimètres, chaque rotor est un disque fabriqué à partir de caoutchouc dur ou de bakélite. Sur une face sont disposés en cercle des contacts électriques à aiguilles, donc équipés de ressorts. Sur l'autre face, le même nombre de contacts plats sont disposés. Les contacts plats et à aiguilles représentent l'alphabet (on fera cette supposition dans la suite de cette description, même si parfois des chiffres pouvaient être utilisés suivant le même principe).
Une fois les rotors assemblés, les contacts à aiguilles d'un rotor se positionnent en face des contacts plats du rotor voisin, formant ainsi la connexion électrique. À l'intérieur du rotor, un ensemble de électriques assurent les connexions entre les contacts à aiguilles et les contacts plats suivant un schéma compliqué, qui permet le chiffrement des lettres. Par exemple, sur un rotor particulier, le premier contacteur d'une face peut être relié au quatorzième contacteur de la face opposée, le deuxième contacteur relié au vingt-deuxième de l'autre face, et ainsi de suite. D'un rotor à l'autre, les connexions internes ne sont pas les mêmes. La version d'Enigma utilisée par l'armée allemande et le parti national-socialiste possède un jeu de rotors avec des connexions différentes des versions commerciales.
Le rotor utilisé tout seul ne réalise en fait qu'un chiffrement très simple . Par exemple, le contact à aiguille correspondant à la lettre E peut être connecté sur la face opposée au contact plat de la lettre T. La complexité de la machine Enigma provient de l'utilisation de plusieurs rotors en série, généralement trois ou quatre, ainsi que le mouvement régulier de ces rotors (à chaque frappe de touche pour le premier). Lorsque ont été pressées, une came entraîne le rotor de la fente suivante et le fait tourner. L'alphabet de substitution est ainsi modifié à chaque pression de touche. Ces deux mécanismes forment un type de chiffrement beaucoup plus performant.
Une fois installé dans la machine, un rotor peut donc être placé à l'une de ses . Cela peut être réalisé soit manuellement par l'opérateur, au moyen de la roue dentée, soit automatiquement lors de la pression d'une touche du clavier. Pour que l'opérateur connaisse la position du rotor, chacun d'eux est équipé d'une « roue alphabet », comportant les de l'alphabet (ou ) ; en fonctionnement, seule l'une d'entre elles peut être vue par une petite fenêtre et indiquer à l'opérateur la position exacte de chacun des rotors. Dans les premières machines Enigma, la « roue alphabet » était fixe sur le rotor. Une complication a été ajoutée dans les dernières versions, avec la possibilité de déplacer cette roue par rapport au rotor lui-même. La position de la roue se nomme le Ringstellung (« positionnement de l'anneau »).
Chaque rotor comporte enfin une encoche (parfois plusieurs), assurant le contrôle de son mouvement. Dans les versions militaires de la machine Enigma, cette encoche est située directement sur la « roue alphabet ».
Les machines Enigma de l'armée et de l'aviation allemandes étaient équipées de trois rotors, pour les premières versions. Le , ce nombre fut porté à cinq, dont seulement trois étaient choisis pour être installés dans la machine. Chaque rotor était marqué d'un chiffre romain afin de pouvoir les distinguer : , , , et . Tous n'étaient équipés que d'une seule encoche.
La version de la machine Enigma de la Kriegsmarine (marine de guerre allemande) a toujours été fournie avec plus de rotors que les autres versions. Au départ, six rotors équipaient les machines, puis sept et finalement huit. Les rotors supplémentaires étaient numérotés , et et possédaient des connexions électriques différentes des autres rotors. Ils étaient en outre équipés de deux encoches, ce qui entraînait donc une fréquence de rotation supérieure. Cette version, « M4 », comptait quatre rotors dans la machine à la place des trois des autres versions. Cette variante fut construite sans modifier grandement la machine, en remplaçant simplement le réflecteur d'origine par un autre beaucoup plus fin et en ajoutant un rotor spécial en quatrième position. Ce quatrième rotor pouvait être de deux types : Beta ou Gamma. Il ne tournait cependant jamais automatiquement, mais pouvait être placé manuellement sur l'une de ses par l'opérateur.
Grâce à l'interconnexion pseudo-aléatoire de chaque rotor, la séquence exacte de ces substitutions dépendait du choix des rotors (câblage interne), de l'ordre d'installation de ceux-ci, et enfin de leur position initiale. Ces réglages forment la configuration initiale de la machine.