B1 · Episode 7 · 4:56
How the Enigma Machine Worked
This episode explains how the Enigma machine encrypted messages using three rotating rotors, a plugboard for letter swapping, and a fixed reflector—enabling the same machine and settings to both encrypt and decrypt messages.
Source：stph / aperi.tube · License：CC BY-SA 4.0
Transcript
En fait, des rotors, il y en avait trois.
In fact, there were three rotors.
Donc quand je tapais la lettre B,
So when I pressed the letter B,
le premier rotor pouvait par exemple la transformer en D,
the first rotor might transform it into D,
ensuite le deuxième rotor transformait le D en C,
then the second rotor transformed D into C,
ensuite le troisième rotor le C en F,
then the third rotor transformed C into F,
et finalement c'est le F qui apparaissait sur le tableau lumineux.
and finally, F appeared on the light panel.
Ces trois rotors, il fallait au préalable les configurer,
These three rotors had to be configured in advance,
c'est- à- dire régler la valeur du décalage,
that is, setting the shift value,
comme pour le chiffre de César, qu'allait opérer le premier rotor,
just like in the Caesar cipher,
le deuxième rotor et le troisième rotor.
to be applied by the first, second, and third rotors.
Il y avait en plus à l'avant de la machine un tableau de connexion.
Moreover, there was a plugboard at the front of the machine.
Sur ce tableau de connexion, on trouvait 26 fiches,
On this plugboard, there were 26 sockets,
une fiche par lettre de l'alphabet,
one socket for each letter of the alphabet,
et l'opérateur disposait de dix fils qui permettaient de relier deux à deux
and the operator had ten cables to connect sockets in pairs,
des fiches. Il y avait donc six fiches qui n'étaient pas appariées.
so six sockets remained unconnected.
les unes aux autres, et dix paires de fiches qui permettaient de permuter deux
The others were connected in pairs, enabling ten letter swaps,
lettres. Alors, voici globalement le schéma d'Enigma,
Here is the overall schematic of the Enigma machine,
avec en plus tout à droite une partie que je ne vous ai pas encore présentée qui
with, on the far right, an additional component I haven’t introduced yet,
s'appelle le réflecteur.
called the reflector.
Le réflecteur, c'est simplement une partie d'Enigma qui transforme une lettre en une
The reflector is simply a part of the Enigma that transforms one letter into another.
autre. Ce qui est important de comprendre, c'est que ce réflecteur est fixe.
What’s crucial to understand is that this reflector is fixed.
Il n'est pas configurable comme le tableau de connexion ni les rotors.
It is not configurable, unlike the plugboard or the rotors.
S'il transforme le A en F, il transformera toujours le A en F.
If it transforms A into F, it will always transform A into F.
Alors prenons un exemple.
Let’s take an example.
Je tape au clavier la lettre B, je traverse le tableau de
I press the letter B on the keyboard and the signal passes through the plugboard,
connexion et je sors en C.
emerging as the letter C.
J'arrive au premier rotor en C, je sors en F, je
I reach the first rotor at C and exit at F, then
traverse le deuxième rotor sans être transformé, ça peut arriver,
pass through the second rotor unchanged—which can indeed happen,
j'arrive au troisième rotor en F et je sors en D.
reach the third rotor at F and exit at D.
Le réflecteur transforme le D en C et maintenant je vais retraverser dans l'autre
The reflector changes D to C, and now I’ll pass back through
sens les trois rotors et le tableau de connexion.
all three rotors and the plugboard—in the opposite direction.
J'arrive donc dans le troisième rotor en C et je repars en D,
So I enter the third rotor at C and exit at D,
dans le deuxième rotor j'arrive en D, je repars en E.
enter the second rotor at D and exit at E.
Dans le premier rotor, j'arrive en E, je
In the first rotor, I enter at E,
ressors en D, et dans le tableau de connexion, j'arrive en D et je ressors en E,
and exit at D; in the plugboard, I enter at D and exit at E,
et finalement, c'est le E qui est affiché au tableau lumineux.
and finally, the letter E lights up on the lampboard.
À quoi servait le réflecteur?
What was the purpose of the reflector?
Eh bien, on peut faire le constat suivant:
Well, we can observe the following:
au moment où je transforme le A en J par exemple,
when I transform A into J, for instance,
j'aurais transformé le J en A.
J would simultaneously be transformed into A.
Sur l'exemple représenté sur le schéma, si
In the example shown in the diagram, if
Enigma transforme le B en E,
the Enigma machine transforms B into E,
Alors si j'avais tapé E, le tableau lumineux aurait affiché B.
then pressing E would cause the lampboard to display B.
Ça se voit simplement par le fait que
This is simply evident from the fact that
je peux emprunter un même chemin dans un sens et dans l'autre.
the same path can be traversed in either direction.
Et ça, c'est grâce au réflecteur.
And this is thanks to the reflector.
Le réflecteur assure le fait que le
The reflector ensures that the path
chemin, on le prend dans un sens et dans l'autre,
can be taken both ways,
et donc quand j'appuie sur A, j'arrive en J,
so when I press A, I end up at J,
ça signifie que quand j'appuie sur J, j'arrive
which means that when I press J,
en A. Ce constat permet de se rendre compte que l'opération de chiffrement,
I end up at A. This observation reveals that the encryption operation
c'est la même que l'opération de déchiffrement.
is identical to the decryption operation.
Autrement dit, quand j'ai le message chiffré, si je veux le déchiffrer,
In other words, when I have the encrypted message and want to decrypt it,
il suffit que je le rechiffre, que je
I just need to encrypt it again—namely,
fasse, pardon, comme si c'était un message clair que je voulais chiffrer.
treat it as if it were plaintext I wanted to encrypt.
C'est la même opération qui consiste à chiffrer et à déchiffrer.
The same operation serves both for encryption and decryption.
Et donc ça, c'est très pratique pour les Allemands parce que ça veut dire qu'ils
This was very convenient for the Germans, because it meant they
n'ont besoin que d'une seule machine.
needed only one machine.
C'est la même machine qui opérait le chiffrement et le déchiffrement.
The same machine performed both encryption and decryption.
Alors vous allez me dire, bon d'accord David, il y a trois rotors,
You might say, “Okay, David—there are three rotors,
il y a un tableau de connexion, il y a un réflecteur, mais malgré tout tout ça,
a plugboard, and a reflector—but even so,
ça reste de l'ordre de la substitution monoalphabétique.
it’s still essentially a monoalphabetic substitution cipher.”
J'ai toujours une même lettre dans le clair qui est associée à une même lettre dans
I always map a given plaintext letter,
le chiffré, même si c'est au travers d'une machine très complexe.
to the same ciphertext letter—even though it passes through a highly complex machine.
Et ça, comme je sais que les nazis parlent allemand,
And since I know the Nazis spoke German,
je peux le casser par analyse des fréquences.
I could break it using frequency analysis.
Alors pourquoi ce n'était pas le cas?
So why wasn’t that actually the case?
Eh bien, ce n'était pas le cas parce que les rotors tournaient.
Because the rotors rotated.
Et pour comprendre comment ils tournaient,
To understand how they rotated,
il faut faire l'analogie avec les aiguilles d'une montre.
we must compare them to clock hands.
Imaginez que le rotor droit corresponde à l'aiguille des secondes,
Imagine the rightmost rotor corresponds to the second hand,
le rotor du milieu à l'aiguille des minutes et le rotor gauche à l'aiguille des
the middle rotor to the minute hand, and the leftmost rotor to the hour hand.
heures. Et imaginez qu'un tic, un pas de temps, pardon,
Now imagine each ‘tick’—that is, each time step—
c'est une lettre frappée au clavier.
corresponds to pressing one key on the keyboard.