FIPS 203 — postkvantti-avainkapselointi.
Kuten RSA, ECDH perustuu elliptisen käyrän diskreetin logaritmin vaikeuteen, jonka Shorin algoritmi ratkaisee polynomiajassa kvanttitietokoneella. Mikä tahansa tänään ECDH:llä neuvoteltu forward-secret-keskustelu voidaan jälkikäteen purkaa, kun kvanttitietokone on olemassa.
ML-KEM (aiemmin Kyber) on hilapohjainen avainkapselointimekanismi, jonka NIST standardisoi FIPS 203:ksi elokuussa 2024. Se on tutkituin ja suorituskykyisin NIST:n postkvantti-KEM-ehdokkaista.
Kun kaksi UltimaOS-käyttäjää aloittaa keskustelun, ML-KEM-768 kapseloi uuden 256-bittisen AES-istuntoavaimen. Vaikka koko keskustelu tallennettaisiin tänään, mikään tuleva kvanttitietokone ei voi johtaa sitä istuntoavainta tallenteesta.
Jokainen keskustelu, tiedostonjako tai puhelu UltimaOS:ssä alkaa ML-KEM-768-avainkapseloinnilla. Kapseloitu istuntoavain siemenee XChaCha20-Poly1305-symmetrisen kanavan, joka kuljettaa varsinaisen sisällön.
Kun käyttäjä A avaa keskustelun käyttäjän B kanssa, asiakas pyytää B:n ML-KEM-768-julkista avainta palvelimelta. Asiakas kapseloi uuden 256-bittisen avaimen sitä vastaan, lähettää salatekstin B:lle, ja molemmat osapuolet johtavat saman istuntoavaimen.
Tiedostojen lataukset luovat tiedostokohtaisen 256-bittisen avaimen. Tiedosto salataan XChaCha20-Poly1305:llä, ja tiedostoavain kapseloidaan ML-KEM-768:llä kunkin vastaanottajan julkista avainta vastaan. Vastaanottajat avaavat kapseloinnin palauttaakseen tiedostoavaimen.
Ääni-ja videopuhelut muodostavat uuden ML-KEM-768-istunnon joka 60. sekunti, mikä tarjoaa kryptografisen forward secrecyn jopa pitkän puhelun sisällä. Passiivinen tallentaja yhdestä segmentistä ei voi purkaa aiempia tai myöhempiä segmenttejä.
Chat-viestit salataan viestikohtaisesti ML-KEM-768:llä: jokainen viesti kantaa oman avainkapselointinsa, eikä se luota yhteen pitkäikäiseen ryhmäavaimeen.
ML-KEM-768-kapselointi kestää noin 0,07 ms. Uuden keskustelun avaaminen valmistuu alle 50 ms:ssa mukaan lukien verkon edestakainen matka.
ML-KEM-768-salateksti on 1 088 tavua — tarpeeksi pieni mahtuakseen yhteen TCP-segmenttiin. Ryhmäkeskusteluissa, joissa on N vastaanottajaa, asiakas lähettää N salatekstiä yhdessä erässä.
Jokainen keskustelu käyttää uutta istuntoavainta. Ei ole pitkäaikaisia epäsymmetrisiä avaimia, joita käytetään suoraan symmetriseen salaukseen — postkvantti-KEM:ää käytetään aina kertakäyttöisen avaimen johtamiseen.
UltimaOS on rakennettu yhdistämään ML-KEM-768 klassiseen ECDH:hen hybridirakenteessa, jos NIST joskus suosittelee sitä. Nykyinen yksittäisalgoritmin käyttöönotto on suositeltava, koska se poistaa alasajohyökkäyksen pinta-alan.
Short answer
ML-KEM-768 (Module-Lattice-Based Key-Encapsulation Mechanism, parametrijoukko 768) on NIST-standardisoitu postkvantti-avainkapselointimekanismi, joka on määritelty FIPS 203:ssä. Se korvaa ECDH:n postkvantti-aikakaudella. (FIPS 203-spesifikaatio)
Short answer
"768" viittaa taustalla olevan moduulihilan dimensioon. ML-KEM-768 tavoittelee NIST-turvatasoa 3, joka vastaa klassisessa turvallisuudessa AES-192:n murtamista.
Short answer
Kyllä. ML-KEM-768 on standardisoitu nimi; Kyber oli nimi, jota käytettiin NIST-kilpailun aikana. Matemaattinen rakenne on identtinen; vain pieniä parametrimuutoksia tehtiin standardisoinnin aikana.
Short answer
ML-KEM:n turvallisuus perustuu Module Learning-with-Errors (M-LWE) -ongelman vaikeuteen. M-LWE:lle ei tunneta tehokasta kvanttialgoritmia, toisin kuin Shorin algoritmi, joka murtaa RSA:n ja ECDH:n polynomiajassa.
Short answer
ML-KEM-768 on hieman hitaampi kuin ECDH kryptografisen operaation tasolla, mutta ero on näkymätön sovellustasolla — molemmat valmistuvat millisekunnin murto-osissa. Kädenpuristus lisää muutaman millisekunnin viivettä kokonaisuudessaan.
Short answer
Ei. Nykyinen käyttöönotto käyttää puhdasta ML-KEM-768:ää avainkapselointiin. Hybridi KEM+ECDH on rakenteellisesti tuettu, mutta ei käytössä, koska yksittäisalgoritmin käyttöönotto eliminoi alasajohyökkäykset.
Short answer
FIPS 203 on Federal Information Processing Standard, jonka NIST julkaisi elokuussa 2024 ja joka määrittelee ML-KEM:n. Se on menetelmän virallinen standardisointi.
Short answer
Jos hilapohjaisesta kryptografiasta löytyy perustavanlaatuinen murtuma, UltimaOS siirtyisi seuraavaan NIST-standardisoituun KEM:ään. Kryptografinen pino on suunniteltu siten, että yksittäisen algoritmin vaihtaminen on mahdollista ilman protokollan uudelleensuunnittelua.
Ei mainoksia, ei tiedonkeruuta, ei kokeilujakson ajastinta. Yksityishenkilöiden ja perheiden tilit ovat ilmaisia — pysyvästi. Organisaatiot maksavat paikasta, ja se rahoittaa toiminnan.