A diferencia de Diffie–Hellman, en un KEM los papeles son asimétricos: solo hace falta la clave pública del titular de la clave, y el remitente no puede elegir el secreto. TLS encaja los KEM en su modelo de key share: el cliente envía una clave de encapsulación y el servidor responde con un texto cifrado; HPKE (RFC 9180) define KEM basados en DH (DHKEM) y KEM híbridos poscuánticos, y el RFC 9629 añade destinatarios KEM a CMS.
Objetivo de seguridad: IND-CCA2, que ML-KEM alcanza mediante la transformación de Fujisaki–Okamoto. Un KEM por sí solo no autentica a ninguna de las partes; para ello, los protocolos añaden firmas o claves estáticas. Combinar un KEM clásico y uno poscuántico (como hacen X-Wing y los híbridos de TLS) mantiene la seguridad mientras cualquiera de los dos resista.