ในการเข้ารหัสลับการโจมตีแบบเดาแบบสุ่มหรือการค้นหาคีย์แบบครบถ้วนเป็นการโจมตีแบบวิเคราะห์การเข้ารหัสลับที่ประกอบด้วยผู้โจมตีส่งคีย์หรือรหัสผ่าน ที่เป็นไปได้จำนวนมาก โดยหวังว่าจะเดาได้อย่างถูกต้องในที่สุด กลยุทธ์นี้ในทางทฤษฎีสามารถใช้เพื่อทำลายการเข้ารหัสรูปแบบใดก็ได้ที่ไม่ปลอดภัยตามทฤษฎีข้อมูล [ ^{1 ] อย่างไรก็ตาม}ในระบบการเข้ารหัสลับที่ออกแบบมาอย่างเหมาะสม โอกาสที่จะเดาคีย์ได้สำเร็จนั้นมีน้อยมาก

เมื่อถอดรหัสผ่านวิธีนี้รวดเร็วมากเมื่อใช้ตรวจสอบรหัสผ่านสั้นทั้งหมด แต่สำหรับรหัสผ่านที่ยาวกว่า จะใช้วิธีการอื่น เช่นการโจมตีด้วยพจนานุกรมเนื่องจากการค้นหาแบบ Brute-force ใช้เวลานานเกินไป รหัสผ่าน วลีรหัสผ่าน และคีย์ที่ยาวกว่าจะมีค่าที่เป็นไปได้มากกว่า ทำให้ยากต่อการถอดรหัสมากกว่ารหัสผ่านที่สั้นกว่าอย่างมากเนื่องจากความหลากหลายของตัวอักษร^{[ 2 ]}

การโจมตีแบบ Brute-force สามารถลดประสิทธิภาพลงได้โดยการใช้เทคนิคการยืดคีย์ ซึ่งทำให้ผู้โจมตีตรวจจับได้ยากขึ้นเมื่อรหัสถูกถอดรหัส หรือทำให้ผู้โจมตีต้องทำงานหนักขึ้นเพื่อทดสอบการเดาแต่ละครั้ง หนึ่งในมาตรวัดความแข็งแกร่งของระบบการเข้ารหัสคือ ระยะเวลาที่ผู้โจมตีจะต้องใช้ในทางทฤษฎีในการโจมตีแบบ Brute-force ให้สำเร็จ^{[ 3 ]}

การโจมตีแบบ Brute-force เป็นการประยุกต์ใช้การค้นหาแบบ Brute-force ซึ่งเป็นเทคนิคการแก้ปัญหาทั่วไปในการแจงนับผู้สมัครทั้งหมดและตรวจสอบแต่ละราย คำว่า 'hammering' บางครั้งใช้เพื่ออธิบายการโจมตีแบบ Brute-force ^{[ 4 ]}โดยมี 'anti-hammering' สำหรับมาตรการตอบโต้^{[ 5 ]}

การโจมตีแบบ Brute-force ทำงานโดยการคำนวณชุดค่าผสมที่เป็นไปได้ทั้งหมดที่สามารถสร้างรหัสผ่านได้ และทดสอบเพื่อดูว่าเป็นรหัสผ่านที่ถูกต้องหรือไม่ ยิ่งความยาวของรหัสผ่านเพิ่มขึ้น เวลาโดยเฉลี่ยในการค้นหารหัสผ่านที่ถูกต้องก็จะเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณ^{[ 6 ]}

ทรัพยากรที่จำเป็นสำหรับการโจมตีแบบเดาสุ่มจะเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณตามขนาดของคีย์ ไม่ใช่แบบเชิงเส้น แม้ว่ากฎระเบียบการส่งออกของสหรัฐฯ ในอดีตจะจำกัดความยาวของคีย์ สมมาตรไว้ที่ 56 บิต(เช่นมาตรฐานการเข้ารหัสข้อมูล ) แต่ข้อจำกัดเหล่านี้ไม่มีผลบังคับใช้อีกต่อไป ดังนั้นอัลกอริทึมสมมาตรสมัยใหม่จึงมักใช้คีย์ที่มีความแข็งแกร่งทางด้านการคำนวณมากกว่า คือ 128 ถึง 256 บิต

มีข้อโต้แย้งทางกายภาพที่ว่าคีย์สมมาตร 128 บิตมีความปลอดภัยในการคำนวณต่อการโจมตีแบบเดาสุ่มขีดจำกัดของแลนเดาเออร์ที่กำหนดโดยกฎของฟิสิกส์ได้กำหนดขีดจำกัดล่างของพลังงานที่จำเป็นในการคำนวณkT  · ln 2ต่อบิตที่ถูกลบในการคำนวณ โดยที่Tคืออุณหภูมิของอุปกรณ์คำนวณในหน่วยเคลวิน k คือค่าคงที่ของโบลต์ซมันน์และลอการิทึมธรรมชาติของ 2 มีค่าประมาณ 0.693 (0.6931471805599453) ไม่มีอุปกรณ์คำนวณที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ใด ๆ ที่สามารถใช้พลังงานน้อยกว่านี้ได้ แม้ในทางทฤษฎี^{[ 7 ]}ดังนั้น การพลิกค่าที่เป็นไปได้สำหรับคีย์สมมาตร 128 บิต (โดยไม่คำนึงถึงการคำนวณจริงเพื่อตรวจสอบ) ในทางทฤษฎีจะต้องใช้การพลิกบิต 2 ¹²⁸  − 1 บิตบนโปรเซสเซอร์ทั่วไป หากสมมติว่าการคำนวณเกิดขึ้นที่อุณหภูมิใกล้เคียงกับอุณหภูมิห้อง (≈300 K) สามารถใช้ขีดจำกัดของ Von Neumann-Landauer เพื่อประมาณพลังงานที่ต้องการได้ประมาณ ≈10¹⁸ ^จูลซึ่งเทียบเท่ากับการใช้พลังงาน 30 กิกะวัตต์เป็นเวลาหนึ่งปี นี่เท่ากับ 30×10⁹ ^{วัตต์} × 365 × 24 × 3600 วินาที = 9.46×10¹⁷ ^จูล หรือ 262.7 เทราวัตต์ชั่วโมง (ประมาณ 0.1% ของการผลิตพลังงานทั่วโลกต่อปี ) การคำนวณจริงทั้งหมด – การตรวจสอบแต่ละคีย์เพื่อดูว่าพบวิธีแก้ปัญหาแล้วหรือไม่ – จะใช้พลังงานมากกว่านี้หลายเท่า ยิ่งไปกว่านั้น นี่เป็นเพียงพลังงานที่ต้องการสำหรับการวนรอบพื้นที่คีย์เท่านั้น ยังไม่ได้พิจารณาเวลาจริงที่ใช้ในการเปลี่ยนบิตแต่ละบิต ซึ่งแน่นอนว่ามากกว่า 0 (ดูขีดจำกัดของ Bremermann )

อย่างไรก็ตาม ข้อโต้แย้งนี้ตั้งอยู่บนสมมติฐานว่าค่าในรีจิสเตอร์ถูกเปลี่ยนแปลงโดยใช้การดำเนินการตั้งค่าและล้างค่าแบบดั้งเดิม ซึ่งก่อให้เกิดเอนโทรปี อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ มีการแสดงให้เห็นแล้วว่าฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์สามารถออกแบบมาเพื่อไม่ให้พบกับอุปสรรคทางทฤษฎีนี้ได้ (ดูการคำนวณแบบย้อนกลับได้ ) แม้ว่าจะยังไม่มีคอมพิวเตอร์ใดที่ถูกสร้างขึ้นมาได้จริงก็ตาม

เนื่องจากโซลูชันASIC ของรัฐบาลที่พัฒนาต่อยอดในเชิงพาณิชย์เริ่มมีวางจำหน่ายแล้ว หรือที่รู้จักกันในชื่อ การโจมตีฮาร์ดแวร์แบบกำหนดเองเทคโนโลยีใหม่สองอย่างได้พิสูจน์ความสามารถในการโจมตีแบบ Brute-force ของรหัสลับบางอย่าง หนึ่งคือ เทคโนโลยี หน่วยประมวลผลกราฟิก (GPU) ที่ทันสมัย ^{​​[ 8 ]}อีกอย่างคือ เทคโนโลยี Field-Programmable Gate Array (FPGA) GPU ได้ประโยชน์จากความพร้อมใช้งานที่กว้างขวางและผลประโยชน์ด้านราคาและประสิทธิภาพ ในขณะที่ FPGA ได้ประโยชน์จากประสิทธิภาพด้านพลังงานต่อการดำเนินการเข้ารหัสลับ เทคโนโลยีทั้งสองพยายามนำประโยชน์ของการประมวลผลแบบขนานมาใช้กับการโจมตีแบบ Brute-force ในกรณีของ GPU มีหน่วยประมวลผลหลายร้อยหน่วย ในกรณีของ FPGA มีหน่วยประมวลผลหลายพันหน่วย ทำให้เหมาะสำหรับการถอดรหัสผ่านมากกว่าโปรเซสเซอร์ทั่วไป ตัวอย่างเช่น ในปี 2022 GPU Nvidia RTX 4090 จำนวน 8 ตัว ถูกเชื่อมต่อเข้าด้วยกันเพื่อทดสอบความแข็งแกร่งของรหัสผ่านโดยใช้ซอฟต์แวร์Hashcatโดยผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าสามารถวนรอบรหัสผ่านNTLM แปดตัวอักษรได้ 200 พันล้านชุดภายใน 48 นาที ^{[ 9 ] [ 10 ]}

สิ่งพิมพ์ต่างๆ ในสาขาการวิเคราะห์การเข้ารหัสได้พิสูจน์ประสิทธิภาพการใช้พลังงานของเทคโนโลยี FPGA ในปัจจุบัน ตัวอย่างเช่น คอมพิวเตอร์คลัสเตอร์ FPGA COPACOBANA ใช้พลังงานเท่ากับพีซีเครื่องเดียว (600 วัตต์) แต่ทำงานได้เทียบเท่าพีซี 2,500 เครื่องสำหรับอัลกอริทึมบางอย่าง บริษัทหลายแห่งให้บริการโซลูชันการวิเคราะห์การเข้ารหัส FPGA ที่ใช้ฮาร์ดแวร์ ตั้งแต่การ์ด FPGA PCI Express เดียว ไปจนถึงคอมพิวเตอร์ FPGA โดยเฉพาะ การเข้ารหัส WPAและWPA2ได้รับการโจมตีแบบ Brute-force สำเร็จโดยการลดภาระงานลงถึง 50 เท่าเมื่อเทียบกับ CPU ทั่วไป^{[ 11 ] [ 12 ]}และหลายร้อยเท่าในกรณีของ FPGA

มาตรฐานการเข้ารหัสขั้นสูง (AES) อนุญาตให้ใช้คีย์ 256 บิต การถอดรหัสคีย์สมมาตร 256 บิตด้วยวิธีเดาแบบสุ่มต้องใช้ พลังการคำนวณมากกว่าคีย์ 128 บิตถึง ^2,128เท่า ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดเครื่องหนึ่งในปี 2019 มีความเร็ว 100 เพตาฟลอปส์ซึ่งในทางทฤษฎีสามารถตรวจสอบคีย์ AES ได้ 100 ล้านล้าน ( ^10¹⁴ ) คีย์ต่อวินาที (โดยสมมติว่ามีการดำเนินการ 1,000 ครั้งต่อการตรวจสอบ) แต่ก็ยังต้องใช้เวลา 3.67 × 10⁵⁵ ^ปีจึงจะสามารถใช้พื้นที่คีย์ 256 บิตจนหมดได้^{[ 13 ]}

ข้อสมมติฐานพื้นฐานของการโจมตีแบบ Brute-force คือการใช้พื้นที่คีย์ทั้งหมดเพื่อสร้างคีย์ ซึ่งต้องอาศัยตัวสร้างเลขสุ่ม ที่มีประสิทธิภาพ และไม่มีข้อบกพร่องในอัลกอริทึมหรือการใช้งาน ตัวอย่างเช่น ระบบจำนวนหนึ่งที่เดิมคิดว่าไม่สามารถถอดรหัสได้ด้วยการโจมตีแบบ Brute-force กลับถูกถอดรหัสได้เนื่องจาก พบว่า พื้นที่คีย์ที่จะค้นหามีขนาดเล็กกว่าที่คิดไว้มาก เนื่องจากขาดเอนโทรปีในตัวสร้างเลขสุ่มเทียมซึ่งรวมถึง การใช้งาน Secure Sockets Layer (SSL) ของNetscape (ถูกถอดรหัสโดย Ian GoldbergและDavid Wagnerในปี 1995) และOpenSSLรุ่นDebian / Ubuntuที่ถูกค้นพบว่ามีข้อบกพร่องในปี 2008 ^{[ 14 ] [ 15 ]}การขาดเอนโทรปีในการใช้งานที่คล้ายกันนี้ทำให้รหัสของ Enigma ถูกถอดรหัสได้ ^{[ 16 ] [ 17 ]}

การรีไซเคิลข้อมูลประจำตัวเป็น วิธี การแฮ็กที่ใช้การนำชุดชื่อผู้ใช้และรหัสผ่านที่รวบรวมได้จากการโจมตีแบบ brute-force ก่อนหน้านี้มาใช้ซ้ำ รูปแบบพิเศษของการรีไซเคิลข้อมูลประจำตัวคือpass the hashซึ่ง ข้อมูลประจำตัวที่ถูกแฮช โดยไม่ใส่เกลือจะถูกขโมยและนำกลับมาใช้ใหม่โดยไม่ต้องทำการโจมตีแบบ brute-force ก่อน^{[ 18 ]}

การเข้ารหัสบางประเภท ด้วยคุณสมบัติทางคณิตศาสตร์ของมัน ไม่สามารถเอาชนะได้ด้วยการโจมตีแบบเดาสุ่ม ตัวอย่างเช่นการเข้ารหัสแบบใช้แพดครั้งเดียว ซึ่งบิต ข้อความธรรมดา ทุก บิตจะมีคีย์ที่สอดคล้องกันจากลำดับบิตคีย์แบบสุ่มอย่างแท้จริง สตริงที่เข้ารหัสแบบใช้แพดครั้งเดียว 140 ตัวอักษร หากถูกโจมตีแบบเดาสุ่ม ในที่สุดจะเปิดเผยสตริง 140 ตัวอักษรที่เป็นไปได้ทั้งหมด รวมถึงคำตอบที่ถูกต้องด้วย แต่จากคำตอบทั้งหมดที่ให้มา จะไม่มีทางรู้ได้เลยว่าคำตอบใดถูกต้อง การเอาชนะระบบดังกล่าว ดังเช่นที่โครงการ Venona ทำได้ นั้น โดยทั่วไปไม่ได้อาศัยการเข้ารหัสอย่างเดียว แต่อาศัยข้อผิดพลาดในการใช้งาน เช่น แป้นพิมพ์ไม่ได้เป็นแบบสุ่มอย่างแท้จริง แป้นพิมพ์ถูกดักฟัง หรือผู้ปฏิบัติงานทำผิดพลาด^{[ 19 ]}

ในกรณีของ การโจมตี แบบออฟไลน์ที่ผู้โจมตีสามารถเข้าถึงข้อมูลที่เข้ารหัสได้ พวกเขาสามารถลองใช้ชุดคีย์ต่างๆ ได้โดยไม่ต้องเสี่ยงต่อการถูกค้นพบหรือถูกแทรกแซง ในกรณีของ การโจมตี แบบออนไลน์ผู้ดูแลระบบฐานข้อมูลและไดเร็กทอรีสามารถใช้มาตรการตอบโต้ เช่น การจำกัดจำนวนครั้งที่สามารถลองรหัสผ่านได้ การหน่วงเวลาระหว่างการลองแต่ละครั้ง การเพิ่มความซับซ้อนของคำตอบ (เช่น การกำหนดให้ ตอบ CAPTCHAหรือใช้การตรวจสอบสิทธิ์แบบหลายปัจจัย ) และ/หรือการล็อกบัญชีหลังจากพยายามเข้าสู่ระบบไม่สำเร็จ^{[ 20 ]}ผู้ดูแลระบบเว็บไซต์อาจป้องกันไม่ให้ที่อยู่ IP ใด IP หนึ่งลองรหัสผ่านเกินจำนวนครั้งที่กำหนดไว้ล่วงหน้ากับบัญชีใดๆ บนเว็บไซต์^{[ 21 ]}นอกจากนี้ เฟรมเวิร์ก MITRE D3FEND ยังให้คำแนะนำที่มีโครงสร้างสำหรับการป้องกันการโจมตีแบบ Brute-force โดยการใช้กลยุทธ์ต่างๆ เช่น การกรองการรับส่งข้อมูลเครือข่าย การใช้ข้อมูลประจำตัวล่อ และการทำให้แคชการตรวจสอบสิทธิ์ไม่ถูกต้อง^{[ 22 ]}

ในการโจมตีแบบ brute-force ย้อนกลับ (เรียกอีกอย่างว่าการสุ่มรหัสผ่าน) จะมีการทดสอบรหัสผ่านเดียว (โดยปกติจะเป็นรหัสผ่านทั่วไป) กับชื่อผู้ใช้หรือไฟล์ที่เข้ารหัสหลายรายการ^{[ 23 ]}กระบวนการนี้อาจทำซ้ำสำหรับรหัสผ่านที่เลือกไว้เพียงไม่กี่รายการ ในกลยุทธ์ดังกล่าว ผู้โจมตีไม่ได้กำหนดเป้าหมายผู้ใช้เฉพาะราย

• การขุด Bitcoin
• ความยาวของกุญแจเข้ารหัส
• ดิสทริบิวเต็ดเน็ต
• บทภาวนาพระแม่มารีบนเมฆ
• ฟังก์ชันการอนุมานหลัก
• เอ็มดี5ซีอาร์เค
• เมตาสปลอยท์ เอ็กซ์เพรส
• การโจมตีช่องทางด้านข้าง
• ระยิบระยับและหมุนวน
• ระยะทางยูนิซิตี้
• ความท้าทายด้านแฟกทอรีของ RSA
• เปลือกหุ้มที่ปลอดภัย

• การแข่งขันถอดรหัส DES-III ที่ได้รับการสนับสนุนจาก RSA
• การสาธิตอุปกรณ์โจมตีแบบเดาพาสเวิร์ด (brute-force)ที่ออกแบบมาเพื่อเดาพาสเวิร์ดของiPhone ที่ล็อกอยู่ ซึ่งใช้ ระบบปฏิบัติการ iOS 10 .3.3
• วิธีที่เราถอดรหัสลับในหนังสือ The Code Book – บทความโดยทีมผู้ชนะการแข่งขันในหนังสือ The Code Book