Inhaltsverzeichnis
1.1 Algorithmen
Post-Quantum-Algorithmen in WvdS.System.Security.Cryptography.
ML-DSA (Digitale Signaturen)
Module-Lattice-Based Digital Signature Algorithm
Standardisiert in NIST FIPS 2041).
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
ML-KEM (Schlüsselkapselung)
Module-Lattice-Based Key-Encapsulation Mechanism
Standardisiert in NIST FIPS 2032).
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
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.
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 |
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.
Schlüsselableitung
| Funktion | Standard | Verwendung |
|---|---|---|
| HKDF | RFC 58693) | Sitzungsschlüssel aus Shared Secret |
| PBKDF2 | RFC 80184) | Passwort-basierte Schlüssel |
| Argon2id | RFC 91065) | Memory-hard (falls verfügbar) |
Weiterführend
- Sicherheit – Bedrohungsmodell
Wolfgang van der Stille @ EMSR DATA d.o.o. - Post-Quantum Cryptography Professional
