An equivalent analog to the Purple machine reconstructed by the US Signals Intelligence Service. A hand-operated Red analog is also visibleCông tắc bước ở điện thoại có 6 bước tương tự như loại được SIS sử dụng để chế tạo máy Tím đầu tiên. Cái tương tự hiện đang được trưng bày tại Bảo tàng Điện thoại.Sơ đồ của máy tương tự với SIS PurpleMặt trước của máy PURPLE được cải tiến vào tháng 3 năm 1944 bở Quân đội Hoa Kỳ. Ba hàng đèn báo hiển thị vị trí của rôto trong từng giai đoạn. một bảng ổ nối có thể tháo rời ở trung tâm chọn bảng chữ cái.HIện đang được triển lãm tại Bảo tàng Mật mã Quốc gia Hệ thống dây bên trong trong máy PURPLE của Quân đội Hoa Kỳ được cải tiến. Tất cả ba giai đoạnđuươợcc thực bước cho "nhms chữ cái 20" được hiển thị. Ba tấm hình chữ nhật lớn với nhiều dây thực hiện các ma trận thay thế cho mỗi giai đoạn. Mỗi công tắc bước hai mươi nằm bên dưới bảng đấu dây của nó. Các công tắc bước cho các nhóm 6 chữ cái nằm gần giữa. Cận cảnh công tắc 6 bước trong cỗ máy tương tự được cải tiến của Hoa Kỳ

Máy mật mã loại B bao gồm một số thành phần. Như khi được tái thiết kế bởi Quân đội Hoa Kỳ,[3] có máy đánh chữ chạy điện ở hai đầu, tương tự như loại được sử dụng với Máy loại A. Loại B được tạo ra để mã hóa như sau:

• Một Máy đánh chữ ở đầu vào
• Một bảng bổ sung đầu vào có thể hoán vị các chữ cái từ bàn phím máy đánh chữ và tách chúng thành một nhóm gồm sáu chữ cái và một nhóm 20 chữ cái (gần giống bản ổ nối bên máy enigma)
• Một công tắc bước để chọn một trong số 25 hoán vị của các chữ cái trong nhóm 6 chữ
• Ba giai đoạn của công tắc bước (I, II và III), được kết nối trong chuỗi mã hóa. Mỗi giai đoạn là một công tắc 20 lớp với 25 đầu ra trên mỗi lớp. Mỗi giai đoạn chọn một trong số 25 hoán vị của các chữ cái trong nhóm hai mươi. Người Nhật đã sử dụng ba công tắc bước 7 lớp kết hợp với nhau (xem ảnh). Cỗ máy SIS của Hoa Kỳ đã sử dụng bốn công tắc 6 lớp cho mỗi giai đoạn trong máy tương tự của họ.
• Một bảng cắm đầu ra đảo ngược các hoán vị đầu vào và gửi các chữ cái đến máy đánh chữ đầu ra để in (giống bảng ổ nối ở máy Enigma)
• Một Máy đánh chữ ở đầu ra

Để giải mã, chỉ cần đảo ngược lại thứ tự của các quá trình trên. Bàn phím trên máy đánh chữ thứ hai trở thành đầu vào và các chữ cái thứ hai mươi chuyển qua các bước chuyển đổi bước theo thứ tự ngược lại.

Bộ chuyển mạch bước (Stepping switch)

Công tắc bước là một thiết bị cơ học nhiều lớp được sử dụng phổ biến vào thời điểm đó và được dùng trong hệ thống chuyển mạch điện thoại. Mỗi lớp có một bộ kết nối điện, 25 ở Loại B, và được sắp xếp theo hình bán nguyệt. Chúng không di chuyển và được gọi là stator. Một cần gạt trên rôto ở tâm của hình bán nguyệt kết nối với một tiếp điểm stato tại một thời điểm (?) (giống giống công tắc). Các rôto trên mỗi lớp được gắn vào một trục duy nhất chuyển từ tiếp điểm stato này sang tiếp điểm tiếp theo bất cứ khi nào nam châm điện kết nối thì dòng điện được phát xung. Trên thực tế, có hai cần gạt được kết nối với nhau, để khi cần gạt vượt qua tiếp điểm cuối cùng trong hình bán nguyệt, tay gạt kia sẽ tham gia vào tiếp điểm đầu tiên. Điều này cho phép các kết nối rôto tiếp tục quay vòng qua tất cả 25 điểm tiếp xúc của stato khi nam châm điện hoạt động.[1]

Ghi chú: Nếu thấy khó hiểu, có thể tưởng tượng hai công tắc bước là hai kim trên cái đông hồ vậy.Công tắc một là kim giây còn công tắc hai là kim phút. Công tắc 1 sẽ xoay hết vòng của mình để mã hóa 25 chữ, hết một vòng và khi bắt đầu vòng mới thì công tắc 2 sẽ xoay sang chữ kế tiếp. Kim giây sẽ xoay hết một vòng thì kim phút nhích lên một tí, rồi kim giấy sẽ xoáy thêm vòng nữa để rồi kim phút lại nhích một tí. Kết hợp 2 công tắc như vậy thì ta sẽ có 25x25 tổ hợp

Để mã hóa các nhòm 20 kí tự, cần có một công tắc bước 20 bước trong mỗi giai đoạn trong tất cả ba giai đoạn. Cả phiên bản của Nhật Bản và phiên bản tương tự đời đầu của Mỹ đều xây dựng từng giai đoạn từ một số công tắc bước nhỏ hơn loại được sử dụng trong các văn phòng trung tâm điện thoại. Công tắc tương tự của Mỹ đã sử dụng bốn công tắc 6 bước để tạo ra một công tắc 20 bước. Bốn công tắc trong mỗi giai đoạn được nối dây để bước đồng bộ. Một phần của một cỗ máy Type 97 của Nhật Bản được trưng bày tại Bảo tàng Mật mã Quốc gia, phần lớn nhất được biết đến còn tồn tại, có ba công tắc bước 7 lớp (xem ảnh). Quân đội Hoa Kỳ đã phát triển một thiết bị tương tự cải tiến vào năm 1944 có tất cả các lớp cần thiết cho mỗi giai đoạn trên một trục duy nhất. Một lớp bổ sung đã được sử dụng trong tương tự Khi được thực hiện, công tắc bước 20 lớp trong mỗi giai đoạn có 20 kết nối rôto và 500 kết nối stato, một cần gạt và 25 tiếp điểm stato trên mỗi lớp. Mỗi giai đoạn phải có chính xác 20 kết nối trên mỗi đầu để kết nối với giai đoạn hoặc bảng cắm liền kề. Về phía rôto, đó không phải là vấn đề vì có 20 rôto. Ở phần cuối của stato, mọi cột tiếp điểm của stato tương ứng với cùng một vị trí rôto trên mỗi lớp trong số 20 lớp được kết nối với 20 dây đầu ra (dây dẫn trong sơ đồ) theo thứ tự xáo trộn, tạo ra sự hoán vị của 20 đầu vào. . Điều này được thực hiện khác nhau đối với từng vị trí rôto. Vì vậy, mỗi dây đầu ra của stato có 25 kết nối, một kết nối từ mỗi vị trí của rôto, mặc dù từ các cấp khác nhau. Các kết nối cần thiết để thực hiện điều này đã tạo ra một ổ chuột" của dây dẫn trong thiết bị tương tự thời kỳ đầu của Hoa Kỳ. Thiết bị tương tự được cải tiến sắp xếp hệ thống dây điện gọn gàng hơn với ba ma trận các đầu nối hàn có thể nhìn thấy phía trên mỗi công tắc bước trong ảnh.

Tuần tự từng bước

Mỗi giai đoạn đều có thể làm ngược lại. Các tín hiệu đi qua mỗi giai đoạn theo một hướng để mã hóa và theo hướng khác để giải mã. Không giống như hệ thống trong máy Enigma của Đức, thứ tự của các giai đoạn được cố định và không có phản xạ. Tuy nhiên, sắp xếp thứ tự các bước lại có thể được thay đổi.

Các công tắc cho nhóm 6 đều dừng lại một vị trí cho mỗi ký tự được mã hóa hoặc giải mã. Chuyển động của các công tắc 20 bớc thì phức tạp hơn. Ba giai đoạn khác nhau được lắp ráp sao cho để bước nhanh, trung bình hoặc chậm. Có sáu cách khả thi để thực hiện kiểu này (3!) và sự lựa chọn được xác định bởi một số được bao gồm ở đầu mỗi tin nhắn được gọi là "chỉ báo tin nhắn" (message indicator.). CỖ máy tương tự của Hoa Kỳ có một công tắc sáu bước để thực hiện nhiệm vụ này, (xem ảnh). Chỉ báo tin nhắn cũng chỉ định vị trí ban đầu của các công tắc 20 bước. Chỉ báo khác nhau đối với mỗi tin nhắn hoặc một phần của tin nhắn, khi tin nhắn có nhiều phần được gửi đi. Phần cuối cùng của chìa khóa, cách sắp xếp bảng chữ cái, đã được thay đổi hàng ngày. (tính ra là giống enigma mà thôi)