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L’Enigma tedesco usava circuiti elettrici per eseguire automaticamente una serie di sostituzioni alfabetiche. La macchina non aveva un suo stato fisso; dopo aver messo in cifra la prima lettera del messaggio, un sistema di rotori girava generando un nuovo circuito di connessioni tra entrata e uscita. Per una macchina di 26 lettere a tre rotori, come era l’Enigma degli inizi, vi erano 263=17.576 stati possibili. Inoltre i rotori potevano essere smontati e rimontati in posizione diversa. Si avevano quindi sei possibili posizioni ed in totale 6 × 17.576=105.456 diverse sostituzioni. E in più ogni rotore aveva un anello con le 26 lettere alfabetiche che permetteva ulteriori variazioni. Infine vi era un pannello, un quadro di commutazioni alfabetiche a spine elettriche. Era proprio questo dettaglio che distingueva l’Enigma militare dagli altri. Era possibile in ogni momento eseguire un ulteriore scambio di lettere. Il numero degli stati per una macchina Enigma a tre rotori era di 1.305.093.289.500. Se si aggiunge che i tedeschi durante la guerra costruirono Enigma con sino a 8 rotori, aggiungendo inoltre un quadro di controllo anche in uscita, si capisce come per tutta la durata del conflitto furono sempre convinti che nessuno avesse mai decodificato il loro sistema. Il principio fondamentale della macchina Enigma era che i rotori, gli anelli e il quadro di commutazione alfabetica venivano predisposti in un certo modo, dopo di che il messaggio veniva messo in cifra dai rotori, che giravano automaticamente.
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