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ML-KEM密钥封装开发与验证

共计 30 章节
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01
课程导入与ML-KEM概述
学习目标 · ML-KEM在PQC标准中的定位 · 密钥封装机制基本流程
ML-KEM课程导入
02
ML-KEM数学基础
模运算与多项式环 · NTT变换及其逆变换 · 压缩与解压缩函数
ML-KEM数学基础
03
ML-KEM参数集与数据结构
ML-KEM-512/768/102… · 密钥与密文编码格式 · 字节级序列化与反序列化规则
ML-KEM参数集
04
开发环境搭建与测试向量获取
Rust/C语言工具链配置 · NIST官方KAT测试向量下载与解析 · 单元测试框架集成
开发环境搭建测试向量获取
05
ML-KEM密钥生成算法实现
种子扩展与矩阵生成 · 噪声多项式采样 · 公钥与私钥的组装与编码
ML-KEM密钥生成算法实现
06
ML-KEM封装算法实现
随机数生成与消息编码 · 加密多项式计算 · 密文压缩与编码
ML-KEM封装算法实现
07
ML-KEM解封装算法实现
密文解码与解压缩 · 解密多项式计算 · 消息恢复与再加密验证
ML-KEM解封装算法实现
08
NTT与多项式运算优化实现
NTT蝶形运算的常数时间实现 · 蒙哥马利模乘优化 · 多项式乘法与累加的高效编码
NTT多项式运算优化实…
09
采样模块的常数时间实现
CBD采样与拒绝采样的无分支编码 · 随机字节消耗的精确控制 · 侧信道安全考量
采样模块的常数时…CBD
10
密钥与密文编码验证
编码/解码往返测试 · 跨参数集兼容性检查 · 畸形输入处理与错误注入测试
密钥密文编码验证
11
KAT测试向量验证实战
解析NIST KAT文件格式 · 逐条执行密钥生成/封装/解封装测试 · 差异定位与调试技巧
KAT测试向量验证实战
12
单元测试与集成测试设计
针对各模块的测试用例设计 · 边界值与异常路径覆盖 · 测试覆盖率分析与提升
单元测试集成测试设计
13
ML-KEM互操作性测试
与参考实现（如PQClean）交叉验… · 不同语言实现间的密钥/密文交换测试 · 协议集成模拟
ML-KEM互操作性测试
14
性能基准测试与优化
密钥生成/封装/解封装耗时测量 · 内存占用分析 · 基于perf的热点定位与优化迭代
性能基准测试优化
15
常数时间验证与侧信道分析
使用dudect进行时序泄漏检测 · Valgrind/Cachegrin… · 分支与内存访问模式审查
常数时间验证侧信道分析
16
故障注入攻击与防御验证
针对解封装过程的故障注入模拟 · 隐式拒绝的鲁棒性测试 · 防御措施有效性评估
故障注入攻击防御验证
17
随机数生成器集成与验证
CSPRNG接口适配 · 随机数质量测试（NIST SP 80… · 确定性测试模式下的可复现性
随机数生成器集成验证
18
ML-KEM在TLS 1.3中的集成开发
混合密钥交换流程 · 与X25519的组合使用 · OpenSSL/EVP接口适配与测试
ML-KEMTLS
19
ML-KEM在SSH协议中的集成开发
SSH密钥交换方法扩展 · 与经典算法的协商机制 · 互操作性测试与部署验证
ML-KEMSSH
20
嵌入式平台移植与优化
资源受限环境下的内存优化 · 栈使用分析 · 针对ARM Cortex-M的汇编优…
嵌入式平台移植优化
21
ML-KEM硬件加速探索
基于FPGA/ASIC的NTT加速架… · 软硬件协同验证方法 · 性能与面积权衡分析
ML-KEM硬件加速探索
22
形式化验证入门
使用ProVerif/Tamarin… · 安全属性形式化描述 · 自动化验证实战
形式化验证入门ProVerif/Tam…
23
代码审计与安全编码规范
常见实现缺陷（如缓冲区溢出 · 时序泄漏）识别 · 静态分析工具（如CBMC）使用
代码审计安全编码规范
24
ML-KEM与其他PQC KEM对比
与Kyber · Saber · FrodoKEM的异同分析
ML-KEMPQC
25
标准化进展与合规性要求
NIST PQC标准更新跟踪 · FIPS 203合规性检查点 · 第三方认证测试准备
标准化进展合规性要求
26
持续集成与自动化测试流水线
GitHub Actions/Git… · 自动化KAT与性能测试 · 回归测试与版本管理
持续集成自动化测试流水线
27
文档编写与API设计
开发者文档结构 · API接口设计原则 · 示例代码与使用指南编写
API文档编写
28
漏洞案例分析与修复
历史ML-KEM实现漏洞（如时序泄漏 · 错误处理缺陷）分析 · 修复方案与验证
漏洞案例分析修复
29
综合实战
从零构建ML-KEM库 · 通过全部KAT测试 · 性能达标与安全验证
综合实战ML-KEM
30
课程总结与进阶方向
关键知识点回顾 · 开发与验证经验总结 · 后量子密码迁移的后续学习路径
课程总结进阶方向