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Scherbius bot die Enigma erfolglos dem deutschen Militär an, das von der Sicherheit der Handverschlüsselung überzeugt war. Erst nachdem bekannt geworden war, dass die Briten im Ersten Weltkrieg die geheimen Funksprüche der Deutschen größtenteils mitgelesen hatten, interessierte sich die Wehrmacht ab 1926 für die Chiffriermaschine.

Rund 50 000 Exemplare waren auf deutscher Seite im Zweiten Weltkrieg im Einsatz. Viele davon wurden bei Kriegsende zerstört, damit sie nicht den Feinden in die Hände fielen. Entsprechend sind die erhaltenen Exemplare wertvolle Sammlerstücke.

Das Schaubild zeigt den Weg des Stroms, der durch das Drücken einer Buchstabentaste ausgelöst wird: Im Steckerbrett werden zehn ausgewählte Buchstabenpaare vertauscht. In den Walzen wird der Buchstabe dann insgesamt sieben Mal vertauscht: Einmal in jeder Walze; dann ein viertes Mal im Reflektor; und weitere drei Mal, wenn der Strom auf einem anderen Weg durch alle Walzen zurückgeleitet wird. Bevor der Geheimbuchstabe am Ende im Lampenfeld aufleuchtet, wird er ein zweites Mal durch das Steckerbrett geschickt. Die dort ausgewählten Buchstaben werden somit insgesamt neun Mal vertauscht.

Wie die Enigma einen Buchstaben vertauscht, wird durch vier Einstellungen bestimmt. Die erste ist die Auswahl der Buchstaben im Steckerbrett. Die anderen drei werden durch die Auswahl der Walzen, ihre Reihenfolge und durch die Ausgangsposition der Walzen festgelegt. Zusammen bestimmen sie den „Schlüssel“ der Enigma. Erst wenn dieser bekannt ist, kann ein Geheimtext mithilfe einer identisch eingestellten Enigma entschlüsselt werden.

Die Deutschen änderten jeden Tag die Einstellungen der Enigma, um die Sicherheit der Verschlüsselung zu erhöhen. Die Entschlüssler:innen standen daher täglich vor einem neuem Rätsel. Die „Tagesschlüssel“ waren in Codebüchern festgehalten, sodass alle Chiffriermaschinen morgens die gleiche Einstellung hatten. Für jeden Funkspruch nutzten die Deutschen zusätzlich einen eigenen „Spruchschlüssel“ mit einer abweichender Ausgangsposition der Walzen. Dieser wurde mit dem Tagesschlüssel verschlüsselt und am Angang jedes Funkspruchs übermittelt. Sicherheitshalber wurde er wiederholt, um Übertragungsfehler auszuschließen.

Um die Enigma erfolgreich zu entschlüsseln, war es zunächst wichtig, die genaue Funktionsweise der Chiffriermaschine zu kennen. Hierbei half der Deutsche Hans-Thilo Schmidt (1888–1943), der im Ersten Weltkrieg gedient hatte und sich danach erfolgslos als Seifenfabrikant versuchte. Sein Bruder war Stabschef des Fernmeldecorps und verschaffte ihm eine Anstellung in der Berliner Chiffrierstelle – der streng geheimen Schaltzentrale für die Enigma. Frustriert und unterbezahlt, ließ sich Schmidt (Codename: Asché) ab 1931 vom französischen Geheimdienst für die Übergabe von Dokumenten bezahlen.

Der französische Geheimdienst bemühte sich erfolglos aus diesen Dokumenten den Enigma-Code abzuleiten. Im Biuro Szyfrów (Chiffrierbüro) in Polen fürchtete man sich jedoch ungleich mehr vor einem Überfall der Deutschen und hatte großes Interesse daran, die Funksprüche der Deutschen zu entschlüsseln. Durch ein Militärabkommen mit Frankreich erhielten das Büro die Enigma-Dokumente und beauftragte den Mathematiker Marian Rejewski (1905–1980) mit dem Problem.

Aus dem Spruchschlüssel, den die Deutschen am Anfang jedes Funkspruchs wiederholten, um Interferenzen oder Bedienungsfehler auszuschließen, leitet er in mühevoller Arbeit Kataloge und mathemaische Ketten ab. Hilfreich waren auch Codebücher, die der deutsche Spion Schmidt zur Verfügung stellte. Ab 1932 konnte Rejewski so den Tageschlüssel innerhalb eines Tages bestimmen und den geheimen Funkverkehr der Deutschen mitlesen.

Als die Deutschen ihr Verfahren leicht modifizierten, waren Rejewskis mathematische Kataloge nutzlos geworden. Nun entwickelte er ein mechanisches Katalogsystem, das den Tagesschlüssel automatisch suchte. Die Anlage – die erste bekannte Entschlüsselungsmaschine – benötigte zwei Stunden, um die Walzeneinstellung der Enigma zu bestimmen. Sie wurde „Bombe“ genannt; vermutlich, weil sie während der Arbeit laut tickte. Eine andere Erklärung leitet die Bezeichnung von einer Eisbombe ab, die Rejewkski verspeist haben soll, als er die Idee für seine Maschine hatte.

Als jedoch die Deutschen 1938 dann zwei neue Walzen mit abweichender Verdrahtung einführten, waren die Grenzen der polnischen Bombe erreicht. Auch der Kontakt zu Schmidt war abgebrochen. Kurz bevor Hitlers Armee am 1. September 1939 Polen angriff, erhielten Frankreich und England die Baupläne der Bombe und zwei Nachbauten der Enigma, um die Entschlüsselung fortzusetzen.

In Bletchley Park – 70 Kilometer von London entfernt – richtete das britische Militär 1939 eine geheime Dienststelle ein. Rund 10 000 Codebreaker, zumeist Frauen, entschlüsselten dort bis zu 80 000 abgefangene Funksprüche pro Monat. Alan Turing (1912–1954) und Gordon Welchman (1906–1985) hatten dazu die polnische „Bombe“ entscheidend weiterentwickelt, sodass der britische Geheimdienst rund 70% der deutschen Enigma-Funksprüche entschlüsseln. Nie ging es darum, sofort auf einzelne militärische Meldungen zu reagieren. Die Alliierten kamen so jedoch an wichtige strategische Informationen, mit denen sie den Verlauf des Krieges entscheidend beeinflussten.

Die Turing-Welchman-Bombe bestand aus 36 Enigma-Nachbildungen, die mit 64 Umdrehungen pro Minute alle möglichen Schlüssel durchprobierten. Am Ende zeigte die Maschine die Reihenfolge der Walzen und ihre Starposition an. Allerdings benötigte sich dafür mehrere Stunden. Dadurch ging kostbare Zeit verloren, in der die Alliierten nichts über die deutschen Pläne erfuhren. Mithilfe sogenannter „Cribs“ (Wörter, die mit hoher Wahrscheinlichkeit im Geheimtext vorkommen) konnten die britischen „Codebreaker“ die Rechenzeit der Maschine jedoch erheblich verkürzen, sodass der Tagesschlüssel schon innerhalb einer Stunde ermittelt war.