FIPS 203 — postkvantový zapouzdření klíčů.
Stejně jako RSA, ECDH spoléhá na obtížnost diskrétního logaritmu na eliptických křivkách, který Shorův algoritmus řeší v polynomiálním čase na kvantovém počítači. Jakákoli konverzace s dopřednou tajností vyjednaná dnes pomocí ECDH může být retroaktivně dešifrována, jakmile bude existovat kvantový počítač.
ML-KEM (dříve Kyber) je mřížkový mechanismus zapouzdření klíčů standardizovaný NIST jako FIPS 203 v srpnu 2024. Je to nejvíce studovaný a nejvýkonnější z kandidátů NIST na postkvantový KEM.
Když dva uživatelé UltimaOS zahájí konverzaci, ML-KEM-768 zapouzdří nový 256bitový AES relacní klíč. I když je celá konverzace dnes zaznamenána, žádný budoucí kvantový počítač nemůže z nahrávky odvodit tento relacní klíč.
Každá konverzace, sdílení souborů nebo hovor na UltimaOS začíná zapouzdřením klíče ML-KEM-768. Zapouzdřený relacní klíč zakládá symetrický kanál XChaCha20-Poly1305, který nese skutečný obsah.
Když uživatel A otevře chat s uživatelem B, klient vyžádá veřejný klíč ML-KEM-768 uživatele B ze serveru. Klient proti němu zapouzdří nový 256bitový klíč, pošle šifrovaný text B a obě strany odvodí stejný relacní klíč.
Nahrávání souborů generuje pro každý soubor 256bitový klíč. Soubor je šifrován pomocí XChaCha20-Poly1305 a klíč souboru je zapouzdřen pomocí ML-KEM-768 proti veřejnému klíči každého příjemce. Příjemci dešifrují, aby získali klíč souboru.
Hlasové a video hovory vytvářejí novou relaci ML-KEM-768 každých 60 sekund, což poskytuje kryptografickou dopřednou tajnost i v rámci dlouhého hovoru. Pasivní nahrávač jednoho segmentu nemůže dešifrovat předchozí ani následující segmenty.
Chatové zprávy jsou šifrovány po jednotlivých zprávách pomocí ML-KEM-768: každá zpráva nese své vlastní zapouzdření klíče, místo aby se spoléhala na jediný dlouhodobý skupinový klíč.
Zapouzdření ML-KEM-768 trvá asi 0,07 ms. Otevření nové konverzace je dokončeno za méně než 50 ms včetně síťového round-tripu.
Šifrovaný text ML-KEM-768 má 1 088 bajtů — dostatečně malý, aby se vešel do jediného TCP segmentu. Pro skupinové chaty s N příjemci klient posílá N šifrovaných textů v jedné dávce.
Každá konverzace používá nový relacní klíč. Neexistují žádné dlouhodobé asymetrické klíče používané přímo pro symetrické šifrování — postkvantový KEM se vždy používá k odvození jednorázového klíče.
UltimaOS je strukturován tak, aby kombinoval ML-KEM-768 s klasickým ECDH v hybridní konstrukci, pokud to NIST někdy doporučí. Současné nasazení s jediným algoritmem je preferováno, protože odstraňuje plochu pro downgrade útoky.
Short answer
ML-KEM-768 (Module-Lattice-Based Key-Encapsulation Mechanism, sada parametrů 768) je postkvantový mechanismus zapouzdření klíčů standardizovaný NIST, specifikovaný v FIPS 203. Nahrazuje ECDH pro éru postkvantový. (specifikace FIPS 203)
Short answer
"768" odkazuje na dimenzi základní modulární mřížky. ML-KEM-768 cílí na úroveň zabezpečení 3 podle NIST, což je v klasických bezpečnostních termínech ekvivalentní prolomení AES-192.
Short answer
Ano. ML-KEM-768 je standardizovaný název; Kyber byl název používaný během soutěže NIST. Matematická konstrukce je identická; během standardizace byly provedeny pouze drobné úpravy parametrů.
Short answer
Bezpečnost ML-KEM je založena na obtížnosti problému Module Learning-with-Errors (M-LWE). Pro M-LWE není znám žádný efektivní kvantový algoritmus, na rozdíl od Shorova algoritmu, který prolomí RSA a ECDH v polynomiálním čase.
Short answer
ML-KEM-768 je na úrovni kryptografických operací o něco pomalejší než ECDH, ale rozdíl je na úrovni aplikace neviditelný — oba dokončí operace za zlomky milisekundy. Handshake přidává celkově několik milisekund latence.
Short answer
Ne. Současné nasazení používá pro zapouzdření klíčů čistý ML-KEM-768. Hybridní KEM+ECDH je strukturálně podporován, ale není povolen, protože nasazení s jediným algoritmem eliminuje downgrade útoky.
Short answer
FIPS 203 je Federal Information Processing Standard vydaný NIST v srpnu 2024, který specifikuje ML-KEM. Je to formální standardizace schématu.
Short answer
Pokud bude kdykoli nalezen zásadní průlom v mřížkové kryptografii, UltimaOS by migroval na další KEM standardizovaný NIST. Kryptografický stack je navržen tak, aby výměna jednotlivých algoritmů byla proveditelná bez přepracování protokolu.
Žádné reklamy, žádné dolování dat, žádné časové limity. Individuální a rodinné účty jsou zdarma — trvale. Organizace platí za místo, a to je to, co to financuje.