В 1928 году 2 экземпляра коммерческой модификации «Энигмы» были куплены адмиралтейством Англии. К 1935 году появилась английская версия «Энигмы», которая применялась в ВВС. Теоретические исследования стойкости как самой «Энигмы», так и ее английской версии показали, что вскрыть их ключи математическими методами было невозможно, если эти шифраторы использовались без ошибок. И действительно, подавляющее большинство шифровок «Энигмы» так никогда и не было прочитано дешифровальщиками.
Шифрмашины «Энигма» очень напоминали большие кассовые аппараты и получали энергопитание от комплекта батарей. В «Энигме», как на обыкновенной пишущей машинке, имелось 3 ряда клавиш с буквами. Над клавиатурой были расположены 3 ряда лампочек-индикаторов, на которые тоже были помещены буквы — по одной на каждую лампочку. На передней панели «Энигмы» располагались 3 так называемых ротора, которые можно было менять местами. Ротор представлял собой зубчатое колесо с нанесенными на него по ободу буквами алфавита. Через ротор проходили провода, соединяющие 26 контактов на одной стороне ротора с таким же количеством контактов на другой его стороне. Соединения были выбраны произвольно, но потом они уже не менялись в процессе эксплуатации машины. В каждом из положений ротор представлял какую-то конкретную систему перестановок для 26 возможных электрических сигналов от клавиатуры (по одному для каждой буквы).
Пройдя через 3 ротора, сигнал с клавиатуры поступал на так называемый рефлектор — систему проводников, соединявшую каждый контакт с другим контактом на задней стороне третьего ротора. Таким образом, рефлектор посылал сигнал обратно через 3 ротора, но уже по другому пути. Когда сигнал, наконец, выходил из системы роторов, он поступал на лампочку-индикатор. Для того чтобы одновременно шифровать и передавать текст в линию связи с большой скоростью, требовалось 4 человека. Один зачитывал вслух открытый текст, другой его набивал, третий считывал шифртекст с лампочек, а четвертый передавал в линию.
Шифровки «Энигм» оказались особенно трудно дешифруемыми еще и потому, что первый ее ротор автоматически поворачивался на одну позицию после каждой зашифрованной буквы. После того как клавиши на клавиатуре были нажаты 26 раз, ротор возвращался в исходное положение, но зато второй ротор перемещался в новое положение. Когда второй ротор поворачивался 26 раз, третий ротор также поворачивался на одну позицию. И так далее. Система роторов работала в «Энигме» подобно одометру в автомобиле.
В 1930 году «Энигмы» были модифицированы за счет введения штепсельной панели (ШП) из 26 пар розеток и штепселей. С помощью ШП осуществлялась замена выбранных букв: штепсельная панель выполняла еще одну перестановку перед тем, как соответствующие электрические сигналы от клавиатуры достигали системы роторов и после того, как они ее покидали. Например, с помощью замены всего 6 букв количество ключей «Энигмы» увеличивалось приблизительно в миллиард раз.
Подводя итог рассмотрению внутреннего устройства «Энигмы», заметим, что ключами в ней являлись: 1) расположение трех роторов, 2) установка вращающихся роторов в определенную позицию, 3) соединение пар розеток с помощью шнуров с вилками (один шнур на пару розеток). Общее количество возможных ключей выражалось громадным числом с 92 нулями.
К 1935 году было произведено более 20 тыс. шифровальных машин типа «Энигма», которыми оснащались вооруженные силы Германии — ее флот, сухопутная армия (вермахт) и авиация (люфтваффе). Часть машин была направлена также в военную шпионскую организацию — абвер и в службу безопасности. В каждом ведомстве «Энигма» имела свою установку ШП и различное расположение роторов. Смена ключей проходила в соответствии с установленным порядком. Например, вермахт вначале менял установку ШП каждый месяц, а затем каждую неделю. Любое шифрсообщение, говорилось в инструкции по использованию «Энигмы», должно содержать не менее 10 групп по 5 букв в каждой. Это рассматривалось как действенная мера для предотвращения его дешифрования математическими методами. Более короткие открытые тексты посылаемых сообщений требовалось попросту дополнять до 50 символов белибердой.