Rust后量子密码学库ml-kem的使用，ml-kem提供基于Kyber算法的密钥封装机制实现

ML-KEM是一个基于模块格的后量子安全密钥封装机制标准（原名为Kyber）的纯Rust实现，符合FIPS 203标准。

关于

ML-KEM是一种尖端的后量子安全密钥封装机制(KEM)。KEM在现代加密系统中起着至关重要的作用，它能在不安全通道上安全地交换密钥，确保通信的机密性。

ML-KEM最初是作为Kyber开发的，继承了其前身的基础，同时引入了改进和优化以增强其安全性和效率。

安全警告

⚠️ 该crate中的实现从未经过独立审计！ 使用需自担风险！

最低支持的Rust版本

该crate最低需要Rust 1.74版本。

安装

在项目目录中运行以下Cargo命令：

cargo add ml-kem

或者在Cargo.toml中添加以下行：

ml-kem = "0.2.1"

使用示例

以下是一个完整的ml-kem使用示例，展示如何生成密钥对、封装和解封装密钥：

use ml_kem::{MlKemKeypair, MlKemSharedSecret};

fn main() {
    // 生成密钥对
    let keypair = MlKemKeypair::generate();
    
    // 封装密钥 - 发送方使用接收方的公钥
    let (ciphertext, shared_secret_sender) = keypair.public_key().encapsulate();
    
    // 解封装密钥 - 接收方使用私钥
    let shared_secret_receiver = keypair.secret_key().decapsulate(&ciphertext).unwrap();
    
    // 双方现在应该拥有相同的共享密钥
    assert_eq!(shared_secret_sender.as_bytes(), shared_secret_receiver.as_bytes());
    
    println!("Key exchange successful! Shared secret: {:?}", shared_secret_sender.as_bytes());
}

完整示例demo

以下是一个更完整的示例，展示了如何在实际应用中使用ml-kem进行安全的密钥交换：

use ml_kem::{MlKemKeypair, MlKemSharedSecret};

fn main() {
    // 1. 生成密钥对 - 接收方生成
    println!("Generating keypair...");
    let keypair = MlKemKeypair::generate();
    
    // 2. 发送方获取接收方的公钥
    println!("Sender obtaining receiver's public key...");
    let public_key = keypair.public_key();
    
    // 3. 发送方封装密钥
    println!("Sender encapsulating shared secret...");
    let (ciphertext, shared_secret_sender) = public_key.encapsulate();
    
    // 4. 发送方将密文传输给接收方
    println!("Sender transmitting ciphertext to receiver...");
    
    // 5. 接收方解封装密钥
    println!("Receiver decapsulating shared secret...");
    let shared_secret_receiver = keypair.secret_key().decapsulate(&ciphertext)
        .expect("Decapsulation failed");
    
    // 6. 验证双方密钥是否一致
    println!("Verifying shared secrets match...");
    assert_eq!(
        shared_secret_sender.as_bytes(),
        shared_secret_receiver.as_bytes(),
        "Shared secrets do not match"
    );
    
    // 7. 现在双方可以安全地使用共享密钥
    println!("Key exchange successful!");
    println!("Shared secret length: {} bytes", shared_secret_sender.as_bytes().len());
    println!("Shared secret (first 16 bytes): {:02x?}", &shared_secret_sender.as_bytes()[..16]);
    
    // 注意：在实际应用中，应该使用这个共享密钥进行进一步的加密操作
    // 而不是直接使用或打印它
}

许可证

根据以下任一许可证授权：

• Apache License, Version 2.0
• MIT license