====== 1.1 Algorithmen ======

Post-Quantum-Algorithmen in WvdS.System.Security.Cryptography.

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===== ML-DSA (Digitale Signaturen) =====

**Module-Lattice-Based Digital Signature Algorithm**

Standardisiert in NIST FIPS 204((NIST FIPS 204: https://csrc.nist.gov/pubs/fips/204/final)).

==== Varianten ====

^  Algorithmus  ^  Sicherheitsniveau  ^  Signaturgröße  ^  Öffentlicher Schlüssel  ^
| ML-DSA-44 | NIST Level 2 (~AES-128) | 2.420 Bytes | 1.312 Bytes |
| ML-DSA-65 | NIST Level 3 (~AES-192) | 3.309 Bytes | 1.952 Bytes |
| ML-DSA-87 | NIST Level 5 (~AES-256) | 4.627 Bytes | 2.592 Bytes |

**Standard:** ML-DSA-65 (ausgewogen zwischen Sicherheit und Größe)

==== Verwendung ====

  * Zertifikatssignaturen (X.509)
  * Dokumentensignaturen (CMS/PKCS#7)
  * Code Signing
  * TLS-Handshake

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===== ML-KEM (Schlüsselkapselung) =====

**Module-Lattice-Based Key-Encapsulation Mechanism**

Standardisiert in NIST FIPS 203((NIST FIPS 203: https://csrc.nist.gov/pubs/fips/203/final)).

==== Varianten ====

^  Algorithmus  ^  Sicherheitsniveau  ^  Ciphertext  ^  Öffentlicher Schlüssel  ^
| ML-KEM-512 | NIST Level 1 (~AES-128) | 768 Bytes | 800 Bytes |
| ML-KEM-768 | NIST Level 3 (~AES-192) | 1.088 Bytes | 1.184 Bytes |
| ML-KEM-1024 | NIST Level 5 (~AES-256) | 1.568 Bytes | 1.568 Bytes |

**Standard:** ML-KEM-768 (ausgewogen)

==== Verwendung ====

  * Schlüsselaustausch (statt ECDH)
  * Hybride Verschlüsselung
  * TLS-Schlüsselvereinbarung
  * Ephemere Sitzungsschlüssel

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===== Hybride Kombination =====

In Hybrid-Modus werden klassische und PQ-Algorithmen kombiniert:

^  Operation  ^  Klassisch  ^  Post-Quantum  ^  Kombination  ^
| Signatur | RSA-4096 / P-384 | ML-DSA-65 | Beide parallel |
| Schlüssel | ECDH P-384 | ML-KEM-768 | Secrets kombiniert |
| Hash | SHA-384 | SHA-384 | Gemeinsam |

**Sicherheitsgarantie:** Das System ist sicher solange **einer** der Algorithmen sicher ist.

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===== Symmetrische Algorithmen =====

Für symmetrische Verschlüsselung mit PQ-abgeleiteten Schlüsseln:

^  Algorithmus  ^  Schlüsselgröße  ^  Nonce  ^  Tag  ^  .NET Klasse  ^
| AES-256-GCM | 256 Bit | 96 Bit | 128 Bit | ''System.Security.Cryptography.AesGcm'' |
| ChaCha20-Poly1305 | 256 Bit | 96 Bit | 128 Bit | ''System.Security.Cryptography.ChaCha20Poly1305'' |

<WRAP info>
**Quantensicherheit:** AES-256 und ChaCha20 gelten als quantensicher bei vollem Schlüssel (Grover's Algorithmus halbiert effektive Stärke → 128 Bit bleibt ausreichend).

**Hinweis:** Diese Algorithmen sind in .NET 8+ eingebaut. Verwenden Sie die Standard-.NET-Klassen direkt – keine WvdS-Wrapper nötig.
</WRAP>

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===== Schlüsselableitung =====

^  Funktion  ^  Standard  ^  Verwendung  ^
| HKDF | RFC 5869((RFC 5869: https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc5869)) | Sitzungsschlüssel aus Shared Secret |
| PBKDF2 | RFC 8018((RFC 8018: https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc8018)) | Passwort-basierte Schlüssel |
| Argon2id | RFC 9106((RFC 9106: https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc9106)) | Memory-hard (falls verfügbar) |

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===== Weiterführend =====

  * [[.:sicherheit|Sicherheit]] – Bedrohungsmodell
  * [[de:int:pqcrypt:api:keyexchange|KeyExchange API]]
  * [[de:int:pqcrypt:api:signatures|Signatures API]]

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//Wolfgang van der Stille @ EMSR DATA d.o.o. - Post-Quantum Cryptography Professional//

{{tag>algorithmen ml-dsa ml-kem nist fips}}