Постквантовый алгоритм шифрования ML-KEM

Возможно вы обратили внимание в видео с практикой по установке соединения TLS, что для обмена ключами симметричного шифрования использовался гибридный алгоритм Диффи-Хеллмана на эллиптических кривых и ML-KEM. Как работает алгоритм Диффи-Хеллмана мы разбирали в курсе, а что за алгоритм ML-KEM? И для чего он нужен?

ML-KEM (Module-Lattice-Based Key-Encapsulation Mechanism) - это постквантовый алгоритм шифрования. В нем используется криптография на решетке (lattice-based cryptography), взломать такие алгоритмы квантовые компьютеры не смогут.

ML-KEM стандартизован NIST в документе FIPS 203. В нем определены три варианта ML-KEM-512, ML-KEM-768 и ML-KEM-1024, которые отличаются параметрами алгоритма ML-KEM, скоростью работы и уровнем безопасности. В видео при установке соединения TLS использовался вариант ML-KEM-768.

Зачем внедрять алгоритмы постквантового шифрования сейчас, когда квантовых компьютеров еще нет? Внедрение новых технологий в компьютерных сетях, как правило, занимает длительное время. Поэтому лучше начать делать это заранее, чтобы успеть к появлению квантовых компьютеров 😊

Для чего комбинировать алгоритмы Диффи-Хеллмана на эллиптических кривых и ML-KEM? Сейчас ML-KEM еще плохо изучен и если в нем найдут уязвимости, то алгоритма Диффи-Хеллмана будет достаточно для эффективной защиты (пока не появятся квантовые компьютеры 😊).

На Хабре есть отличная статья "Разбираем байты постквантовой ML-KEM на примере «браузерного» TLS", рекомендую изучить ее, если хотите детально разобраться, как именно ML-KEM используется при установке соединения TLS 1.3.