CRYSTALS-Kyberは鍵カプセル化メカニズム（KEM）、つまり2者が公開チャネル上で共有秘密鍵に合意するためのアルゴリズムであり、今日のRSAやDiffie-Hellmanが古典暗号で果たしているのと同じ役割を担います。その安全性は、モジュール型Learning With Errors問題（Module-LWE）の困難さに依拠しています。これは格子ベースの問題で、Shorのアルゴリズムが破る素因数分解や離散対数の問題とは異なり、既知の効率的な量子アルゴリズムが存在しません。NISTは2024年、Kyberを連邦標準としてML-KEM（FIPS 203）の名称で確定しました。ML-KEM-512、-768、-1024という3つのパラメータセットがあり、鍵サイズと性能をセキュリティマージンとトレードオフします。Kyberはポスト量子移行のうち鍵交換を担う半分であり、デジタル署名はCRYSTALS-Dilithiumのような別のアルゴリズムが個別に扱います。Kyberの鍵と暗号文は、対応する古典的なRSAやECCのものより大きく、これが移行に伴う実際的なコストの1つです。