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4.2 Algorithmen testen

4.2 Algorithmen testen

Diese Seite zeigt, wie Sie die Post-Quantum-Algorithmen ML-DSA und ML-KEM testen.

Verfügbare Algorithmen auflisten

Signatur-Algorithmen

$openssl = "D:\Projects\openssl-3.6.0\bin\bin\openssl.exe"
& $openssl list -signature-algorithms

Post-Quantum (ML-DSA):

  { 2.16.840.1.101.3.4.3.17, mldsa44 }
  { 2.16.840.1.101.3.4.3.18, mldsa65 }
  { 2.16.840.1.101.3.4.3.19, mldsa87 }

Klassisch:

  RSA-SHA256
  RSA-PSS
  ECDSA
  Ed25519
  Ed448

KEM-Algorithmen

& $openssl list -kem-algorithms

Post-Quantum (ML-KEM):

  { 2.16.840.1.101.3.4.4.1, mlkem512 }
  { 2.16.840.1.101.3.4.4.2, mlkem768 }
  { 2.16.840.1.101.3.4.4.3, mlkem1024 }

ML-DSA Schlüssel generieren

ML-DSA-65 (empfohlen)

# Private Key generieren
& $openssl genpkey -algorithm mldsa65 -out mldsa65.key
 
# Public Key extrahieren
& $openssl pkey -in mldsa65.key -pubout -out mldsa65.pub
 
# Key-Info anzeigen
& $openssl pkey -in mldsa65.key -text -noout

Ausgabe:

ML-DSA Private Key (mldsa65):
priv:
    (4032 bytes)
pub:
    (1952 bytes)

Alle ML-DSA Varianten

Variante	Sicherheit	Schlüsselgröße	Signaturgröße
———-	————	—————-	—————
ML-DSA-44	128-bit	2560 B	2420 B
ML-DSA-65	192-bit	4032 B	3293 B
ML-DSA-87	256-bit	4896 B	4595 B

# ML-DSA-44 (kleiner)
& $openssl genpkey -algorithm mldsa44 -out mldsa44.key
 
# ML-DSA-87 (größer, sicherer)
& $openssl genpkey -algorithm mldsa87 -out mldsa87.key

ML-DSA Signieren und Verifizieren

Test-Datei erstellen

"Hello Post-Quantum World!" | Out-File -Encoding ASCII test.txt

Signieren

& $openssl dgst -sign mldsa65.key -out test.sig test.txt

Verifizieren

& $openssl dgst -verify mldsa65.pub -signature test.sig test.txt

Erwartete Ausgabe:

Verified OK

ML-KEM Schlüsselkapselung

ML-KEM-768 Schlüssel generieren

& $openssl genpkey -algorithm mlkem768 -out mlkem768.key
& $openssl pkey -in mlkem768.key -pubout -out mlkem768.pub

Alle ML-KEM Varianten

Variante	Sicherheit	Public Key	Ciphertext	Shared Secret
———-	————	————	————	—————
ML-KEM-512	128-bit	800 B	768 B	32 B
ML-KEM-768	192-bit	1184 B	1088 B	32 B
ML-KEM-1024	256-bit	1568 B	1568 B	32 B

Performance messen

# ML-DSA Signatur-Performance
& $openssl speed mldsa44 mldsa65 mldsa87

Beispielausgabe (variiert je nach Hardware):

                              sign    verify    sign/s verify/s
mldsa44                     0.0005s   0.0001s   1964.7   8234.5
mldsa65                     0.0008s   0.0002s   1234.5   5123.4
mldsa87                     0.0012s   0.0003s    832.1   3456.7

# ML-KEM Encapsulation-Performance
& $openssl speed mlkem512 mlkem768 mlkem1024

Kombinierter Test

Ein vollständiger Test-Workflow:

$openssl = "D:\Projects\openssl-3.6.0\bin\bin\openssl.exe"
 
# 1. Test-Datei erstellen
"Test-Nachricht für Post-Quantum-Kryptographie" | Out-File -Encoding ASCII pq_test.txt
 
# 2. ML-DSA-65 Schlüsselpaar
Write-Host "Generiere ML-DSA-65 Schlüssel..."
& $openssl genpkey -algorithm mldsa65 -out pq_test.key
& $openssl pkey -in pq_test.key -pubout -out pq_test.pub
 
# 3. Signieren
Write-Host "Signiere Nachricht..."
& $openssl dgst -sign pq_test.key -out pq_test.sig pq_test.txt
 
# 4. Verifizieren
Write-Host "Verifiziere Signatur..."
$result = & $openssl dgst -verify pq_test.pub -signature pq_test.sig pq_test.txt 2>&1
 
if ($result -match "Verified OK") {
    Write-Host "✓ ML-DSA-65 Test ERFOLGREICH!" -ForegroundColor Green
} else {
    Write-Host "✗ ML-DSA-65 Test FEHLGESCHLAGEN!" -ForegroundColor Red
}
 
# 5. Aufräumen
Remove-Item pq_test.* -ErrorAction SilentlyContinue

Probleme?

Symptom	Mögliche Ursache
———	——————
`Unknown algorithm`	OpenSSL < 3.6 oder Provider fehlt
Keine ML-DSA in Liste	Falscher Build oder Provider nicht geladen
Signatur schlägt fehl	Beschädigte Schlüsseldatei

→ Troubleshooting

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