Illustré

La connexion TLS 1.3 post-quantique illustrée

Voici un véritable handshake TLS 1.3, capturé sur le réseau et décortiqué octet par octet. Les deux parties s’accordent sur une clé avec X25519MLKEM768, un hybride de ML-KEM-768 post-quantique et de X25519 classique : la session reste ainsi confidentielle même face à un attaquant qui l’enregistre aujourd’hui et casse les courbes elliptiques plus tard. Chaque nombre ci-dessous est recalculé à partir des octets capturés et comparé à ce qu’OpenSSL a journalisé ; rien n’est donné à titre d’illustration.

Les clés à usage unique de cette session

Un handshake n’est reproductible que si ses secrets sont connus : cette démonstration les publie donc. Chaque valeur présentée ici est un secret à usage unique de cette seule session, généré pour la capture et jamais réutilisé ; les publier ne révèle rien sur aucune autre connexion. Ce sont ces valeurs qui permettent à la page, et à vous, de recalculer chaque étape ci-dessous.

graine de génération de clés ML-KEM d ‖ z (64 octets): 84745c7adf177dfb94e15c7cdef6f8006897b295bdafaadd090ef050c004b212921eb10b6b41e8f0221e0f7f164aadef44f4cba1139edd522c9f0860db6b0cde
clé privée X25519 du client (key share hybride): 784edfa4400a57540a7cbd71957c8ab182ae801a5c519755abe69f553b9e8c5d
clé privée X25519 du client (key share autonome): d81df8305a5f24f9077b3d669885d0d7b93ec55fe405ccde814bac62e778f656
aléa d’encapsulation ML-KEM m (32 octets): 4888d955ca1924fb19e233b6d516249f84e945e1d8345e9816b7fbaa2c3632b7
clé privée X25519 du serveur: c81c64cbae9dc5549313f148f09f00da5f8fde45be679697e02204a781796145
scalaire privé du certificat du serveur (P-256): 11aa8fac7486c821d6c57baa03c3a3e119a635f33aaa2043bba12d7f20a40a99

La key share hybride, décomposée

Tout le coût du passage au post-quantique tient dans deux champs. X25519MLKEM768 concatène une valeur ML-KEM-768 et une valeur X25519, ML-KEM en premier dans ce groupe (RFC 10024 §4) : le client propose les deux dans une seule key share, le serveur répond avec les deux, et les deux moitiés de 32 octets du secret partagé sont assemblées de la même façon.

Key share du client : 1216 octets

ML-KEM-768 · 1184 octets

X25519 · 32 octets

Key share du serveur : 1120 octets

ML-KEM-768 · 1088 octets

X25519 · 32 octets

Secret partagé : 64 octets

ML-KEM-768 · 32 octets

X25519 · 32 octets

Ce que coûte le post-quantique sur le réseau

Le même client et le même serveur ont négocié un second handshake avec X25519 seul, toutes choses égales par ailleurs. Le matériel de clé hybride ajoute plus d’un kilooctet dans chaque sens, et c’est le seul vrai coût : le ClientHello ne tient plus dans un seul paquet.

Mesure	X25519MLKEM768	X25519	Différence
ClientHello (enregistrement complet)	1 483 octets	261 octets	+1 222 octets
Extension key_share (client)	1 262 octets	42 octets	+1 220 octets
Extension supported_groups	22 octets	20 octets	+2 octets
ServerHello (enregistrement complet)	1 215 octets	127 octets	+1 088 octets
Extension key_share (serveur)	1 128 octets	40 octets	+1 088 octets
Octets envoyés par le client	1 620 octets	398 octets	+1 222 octets
Octets envoyés par le serveur	2 326 octets	1 236 octets	+1 090 octets
Segments TCP du ClientHello	2 paquets	1 paquet	+1 paquet

Client → ServeurEnregistrement 1 · 1 483 octets sur le réseau

ClientHello

Le client ouvre la connexion. Il propose TLS 1.3, offre trois suites de chiffrement AES/ChaCha, liste les groupes d’échange de clés qu’il prend en charge, X25519MLKEM768 en tête, et envoie une key share pour chacun de ses deux groupes préférés, dont la key share hybride de 1216 octets. Ce message circule en clair : rien n’est encore secret.

Sur le réseau · 1 483 octets

Les données de cet enregistrement (1 478 octets) correspondent à ce qu’OpenSSL a affiché avec -msg.

Mode de calculLes key shares du client

Avant même d’envoyer quoi que ce soit, le client génère les clés éphémères qu’il proposera. Pour le groupe hybride, il s’agit d’une paire de clés ML-KEM-768 et d’une paire de clés X25519, dont les parties publiques sont concaténées en une seule key share de 1216 octets ; le groupe X25519 autonome reçoit sa propre clé, distincte.

Définition

d, z     ←$ B^32                                   FIPS 203 §7.1
(ek, dk) = ML-KEM-768.KeyGen_internal(d, z)        FIPS 203 §6.1
x_c      ←$ B^32,   X_c = X25519(x_c, 9)           RFC 7748 §5
share    = ek ‖ X_c                                1184 + 32 = 1216   RFC 10024 §4.1

y_c      ←$ B^32,   Y_c = X25519(y_c, 9)           key_share: x25519 (0x001d)

Valeurs de cette session

d (32 octets) : étendu en vecteur secret: 84745c7adf177dfb94e15c7cdef6f8006897b295bdafaadd090ef050c004b212
z (32 octets) : le secret de rejet implicite: 921eb10b6b41e8f0221e0f7f164aadef44f4cba1139edd522c9f0860db6b0cde
SHA-256 de la clé d’encapsulation de 1184 octets: 4a2903bee32a7a18d3294d93a4d24d6ecc8c07bc098bab31899689f87a572be8
clé privée X25519 du client (key share hybride): 784edfa4400a57540a7cbd71957c8ab182ae801a5c519755abe69f553b9e8c5d
clé publique X25519 du client (key share hybride): 09e0802926363ed192b02f5261520f2056ba7af9a0acd1eee5bbe50181e0cf29
clé privée X25519 du client (key share autonome): d81df8305a5f24f9077b3d669885d0d7b93ec55fe405ccde814bac62e778f656
clé publique X25519 du client (key share autonome): 67aab4deeec206fa89034014d772bdd47cedd7930610e81f634871565424f14d

Ce que cela prouve

La génération de clés ML-KEM-768 à partir de la graine redonne la clé d’encapsulation présente dans la key share du client.
Les 768 coefficients de la clé d’encapsulation sont tous inférieurs à q = 3329 (le plus grand vaut 3326) : le serveur l’accepte donc (FIPS 203 §7.2).
La clé privée X25519 redonne la valeur publique présente dans la key share hybride du client.
La key share X25519 autonome utilise sa propre clé, différente de celle de la key share hybride.

Reproduisez-le vous-même

printf '%s' 3054020100300b06096086480165030404020442804084745c7adf177dfb94e15c7cdef6f8006897b295bdafaadd090ef050c004b212921eb10b6b41e8f0221e0f7f164aadef44f4cba1139edd522c9f0860db6b0cde | unhex > client-mlkem.der
openssl pkey -inform DER -in client-mlkem.der -pubout -outform DER | tail -c 1184 | openssl dgst -sha256 -binary | tohex

affiche 4a2903bee32a7a18d3294d93a4d24d6ecc8c07bc098bab31899689f87a572be8

printf '%s' 302e020100300506032b656e04220420784edfa4400a57540a7cbd71957c8ab182ae801a5c519755abe69f553b9e8c5d | unhex > x25519.der
openssl pkey -inform DER -in x25519.der -pubout -outform DER | tail -c 32 | tohex

affiche 09e0802926363ed192b02f5261520f2056ba7af9a0acd1eee5bbe50181e0cf29

Serveur → ClientEnregistrement 2 · 1 215 octets sur le réseau

ServerHello

Le serveur choisit TLS 1.3, la suite de chiffrement TLS_AES_128_GCM_SHA256 et le groupe X25519MLKEM768, et renvoie sa propre key share hybride de 1120 octets. C’est le dernier message en clair : dès lors, les deux parties peuvent calculer les clés de handshake, et tout ce qui suit est chiffré.

Sur le réseau · 1 215 octets

Les données de cet enregistrement (1 210 octets) correspondent à ce qu’OpenSSL a affiché avec -msg.
La commande s_client d’OpenSSL a indiqué le groupe négocié X25519MLKEM768.
La commande s_client d’OpenSSL a indiqué l’algorithme de chiffrement TLS_AES_128_GCM_SHA256.

Mode de calculLa key share du serveur

Le serveur n’a pas de clé privée correspondante à multiplier : ML-KEM est un KEM, pas un Diffie-Hellman. Il encapsule un secret neuf pour la clé ML-KEM du client, ce qui produit un texte chiffré et le secret partagé post-quantique, et génère sa propre clé X25519. Sa key share se compose du texte chiffré suivi de sa valeur publique X25519.

Définition

m      ←$ B^32
(K, c) = ML-KEM-768.Encaps_internal(ek, m)         FIPS 203 §6.2
x_s    ←$ B^32,   X_s = X25519(x_s, 9)             RFC 7748 §5
share  = c ‖ X_s                                   1088 + 32 = 1120   RFC 10024 §4.2

Valeurs de cette session

aléa d’encapsulation ML-KEM m (32 octets): 4888d955ca1924fb19e233b6d516249f84e945e1d8345e9816b7fbaa2c3632b7
secret partagé ML-KEM K (32 octets): dad26963f7510c64b7c7d9b80731d6b573abf15999f5bed3076173e3f8c0cbdb
SHA-256 du texte chiffré ML-KEM de 1088 octets: 30d5f4e26e8548b8796088ef0d56d307cab52802ab03e3cea966cb1391dbfc2a
clé privée X25519 du serveur: c81c64cbae9dc5549313f148f09f00da5f8fde45be679697e02204a781796145
clé publique X25519 du serveur: 339fdc7e19b200cb062df86bdf0e022c949abacd7db8dbdae0a92a6d9ba8d530

Ce que cela prouve

L’encapsulation pour la clé du client avec l’aléa enregistré redonne le texte chiffré du serveur.
La clé privée X25519 du serveur redonne la valeur publique présente dans sa key share.

Mode de calculLe secret partagé

Les deux parties peuvent maintenant aboutir aux mêmes 64 octets. Le client décapsule le texte chiffré avec sa clé privée ML-KEM, les deux parties terminent l’échange X25519, et les deux résultats de 32 octets sont concaténés, ML-KEM en premier. Un attaquant doit casser les deux moitiés pour retrouver ce secret : c’est tout l’intérêt d’un hybride.

Définition

K  = ML-KEM-768.Decaps(dk, c)                      FIPS 203 §7.3
Z  = X25519(x_c, X_s) = X25519(x_s, X_c)           RFC 7748 §6.1
ss = K ‖ Z                                         32 + 32 = 64   RFC 10024 §4.3

Valeurs de cette session

secret partagé ML-KEM K (32 octets): dad26963f7510c64b7c7d9b80731d6b573abf15999f5bed3076173e3f8c0cbdb
secret partagé X25519 Z (32 octets): 568c3055b3ac3516f0d780bbe022beb336ade7e7bae81752f2de6df09ebdc428
secret partagé = K ‖ Z (64 octets): dad26963f7510c64b7c7d9b80731d6b573abf15999f5bed3076173e3f8c0cbdb568c3055b3ac3516f0d780bbe022beb336ade7e7bae81752f2de6df09ebdc428

Ce que cela prouve

La décapsulation du client et l’encapsulation du serveur donnent le même secret ML-KEM.
Les deux parties calculent le même secret X25519.
Le secret X25519 n’est pas entièrement nul, comme l’exige la RFC 9846 §7.4.2.
Les 32 premiers octets du secret partagé sont le secret ML-KEM, dans l’ordre que fixe la RFC 10024 §4.3.

Reproduisez-le vous-même

printf '%s' 3054020100300b06096086480165030404020442804084745c7adf177dfb94e15c7cdef6f8006897b295bdafaadd090ef050c004b212921eb10b6b41e8f0221e0f7f164aadef44f4cba1139edd522c9f0860db6b0cde | unhex > client-mlkem.der
unhex > ciphertext.bin <<'EOF'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openssl pkeyutl -decap -inkey client-mlkem.der -keyform DER -in ciphertext.bin -secret mlkem-secret.bin
tohex < mlkem-secret.bin

affiche dad26963f7510c64b7c7d9b80731d6b573abf15999f5bed3076173e3f8c0cbdb

printf '%s' 302e020100300506032b656e04220420784edfa4400a57540a7cbd71957c8ab182ae801a5c519755abe69f553b9e8c5d | unhex > own.der
printf '%s' 302a300506032b656e032100339fdc7e19b200cb062df86bdf0e022c949abacd7db8dbdae0a92a6d9ba8d530 | unhex > peer.der
openssl pkeyutl -derive -inkey own.der -keyform DER -peerkey peer.der -peerform DER | tohex

affiche 568c3055b3ac3516f0d780bbe022beb336ade7e7bae81752f2de6df09ebdc428

Mode de calculLes secrets de trafic de handshake

Le secret partagé alimente la dérivation des clés de TLS 1.3 (RFC 9846 §7.1) : une chaîne d’étapes HKDF-Extract et Derive-Secret. Sans clé pré-partagée, le secret précoce (early secret) est le résultat de HKDF-Extract sur des zéros ; y incorporer le secret partagé donne le secret de handshake, dont sont dérivés les secrets de trafic de handshake du client et du serveur, à partir du transcript ClientHello…ServerHello.

Définition

early_secret     = HKDF-Extract(salt = 0, IKM = 0)            0 = 00 × 32
derived          = Derive-Secret(early_secret, "derived", "")
handshake_secret = HKDF-Extract(salt = derived, IKM = K ‖ Z)
c_hs_traffic     = Derive-Secret(handshake_secret, "c hs traffic", ClientHello ‖ ServerHello)
s_hs_traffic     = Derive-Secret(handshake_secret, "s hs traffic", ClientHello ‖ ServerHello)

Derive-Secret(S, label, M)        = HKDF-Expand-Label(S, label, SHA-256(M), 32)
HKDF-Expand-Label(S, label, C, n) = HKDF-Expand(S, HkdfLabel, n)
HkdfLabel = uint16(n) ‖ uint8(6 + |label|) ‖ "tls13 " ‖ label ‖ uint8(|C|) ‖ C

Valeurs de cette session

early_secret = HKDF-Extract(0, 0): 33ad0a1c607ec03b09e6cd9893680ce210adf300aa1f2660e1b22e10f170f92a
SHA-256("") : le condensat du contexte vide: e3b0c44298fc1c149afbf4c8996fb92427ae41e4649b934ca495991b7852b855
secret dérivé: 6f2615a108c702c5678f54fc9dbab69716c076189c48250cebeac3576c3611ba
handshake_secret: 06b849eff15c46a4401e154110a2e63a14f7333237260156f7f1b67ca3305198
SHA-256(ClientHello ‖ ServerHello): 0da9cb1015db6852c07fbdc2389ad83ee8b1898a147932620753ce82d3c0709c
HkdfLabel pour « c hs traffic »: 002012746c73313320632068732074726166666963200da9cb1015db6852c07fbdc2389ad83ee8b1898a147932620753ce82d3c0709c
client_handshake_traffic_secret: 8b0beea15604895fd4408c32b82684d347fa5e2422644c1d93978db70666f623
server_handshake_traffic_secret: 46925f99fa426e5dc105f5eaccfca048e1e89a93370b07cb9ab447518eb8f47f

Ce que cela prouve

Identique à la ligne CLIENT_HANDSHAKE_TRAFFIC_SECRET des deux SSLKEYLOGFILE.
Identique à la ligne SERVER_HANDSHAKE_TRAFFIC_SECRET des deux SSLKEYLOGFILE.

Reproduisez-le vous-même

openssl kdf -binary -keylen 32 -kdfopt digest:SHA256 -kdfopt mode:EXTRACT_ONLY \
  -kdfopt hexsalt:0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 \
  -kdfopt hexkey:0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 \
  HKDF | tohex

affiche 33ad0a1c607ec03b09e6cd9893680ce210adf300aa1f2660e1b22e10f170f92a

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  -kdfopt hexkey:33ad0a1c607ec03b09e6cd9893680ce210adf300aa1f2660e1b22e10f170f92a \
  -kdfopt 'prefix:tls13 ' -kdfopt 'label:derived' \
  -kdfopt hexdata:e3b0c44298fc1c149afbf4c8996fb92427ae41e4649b934ca495991b7852b855 \
  TLS13-KDF | tohex

affiche 6f2615a108c702c5678f54fc9dbab69716c076189c48250cebeac3576c3611ba

openssl kdf -binary -keylen 32 -kdfopt digest:SHA256 -kdfopt mode:EXTRACT_ONLY \
  -kdfopt hexsalt:6f2615a108c702c5678f54fc9dbab69716c076189c48250cebeac3576c3611ba \
  -kdfopt hexkey:dad26963f7510c64b7c7d9b80731d6b573abf15999f5bed3076173e3f8c0cbdb568c3055b3ac3516f0d780bbe022beb336ade7e7bae81752f2de6df09ebdc428 \
  HKDF | tohex

affiche 06b849eff15c46a4401e154110a2e63a14f7333237260156f7f1b67ca3305198

unhex <<'EOF' | openssl dgst -sha256 -binary | tohex
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039f1e1fbbd7202bfbccd3b1cde003314afdea3e30508dd784674df104782760
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0601002b0003020304002d00020101003304ea04e811ec04c064180ac1469cd6
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81ea36d3f62fc52382eec77f3796513b91a9a56ab1675466486475ebc287ac08
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a6317df11c56c14835b6d42b5a405f7eca9770675710b545e4f21cec18b139d7
b91a578a0416641f291950e5493cd170f7c8a4273a13bef81215bba72dc214d8
958db49a2004487aef97a672454758dc82f78704762c5264d596d9d38ce4589d
0f549710383924b16365596e2d6100cbc54e2eec665c572d13508b693c61445b
a7ea4b9a6a053c0c89ad955b43e8c035cb7130f6e85063d20e6f8652f592c069
02bedd0209ea14c79f9a902ee62a5a0b5f295779f1946a49b782bac2781b4922
354ca674a99b51d999e784659890acb2569dcc34aadcc51e52a637fea85dfc02
214d796fc64b424034cfa1e40cb114733e0c66fd4c990174c4dfe02d92e8b002
cc75d7597fb6ab5c27824c738c2bb3a239e2726ed9bc8cdecc944c992c9d3044
05493ff537a8d04632b3d3c0dca8ab98428cdd9184455455e7294d772c126e08
aa925c92c2660985b811ca041b7997646d909fe1671c83cccfbf2c49c7086587
d6beeb65a9596406bc95a88d7aa09ec58cc6c1b37366cd4d7c9ed49c90903995
f098412f1abfe1516ab63866b1a86d5f939691bb4dcff85c0cd62ada4c553c10
129e33b14f45a9794990f1501710c485b4c19370e1ca7d4326b092b12280316b
c76267957d5f48210a5baccb81a5d1fc985a77c8dc156fef1188d83616104623
1fe9352a16c8f2262946f3ca9015cb27e26e07052d19d7565e9623e1182cc2f0
67854708c921bd9f52852b810505b577146b31a2acb909440cfb2730e0ea520c
828b2b30c1d3c115700504a518ab05bac15c4a6fd634977748c6b0283b01784f
23179277199d1f399d66d5c2a3636d905a05b625a8e69686b43b166f635510e4
2dba6996bf10bdb0f2afea9ca9e9e8b1c41b012ed735d7646998d051f7124989
c29f3da18334ec22b5a47eea9c13fa9ac1d4e7bf9c1899abd96831f323bcd6ab
2d4caf33e86afeb475f7db256fd56da6c1367ce33a91260443e22573221f4295
3a4517046a2a951b9b41afdca2d156b5cb2c876ab032102392b02d7f437802dd
17ef543d6612ef4856f5558c2dddea2dde270fdab179bdb25309e0802926363e
d192b02f5261520f2056ba7af9a0acd1eee5bbe50181e0cf29001d002067aab4
deeec206fa89034014d772bdd47cedd7930610e81f634871565424f14d001b00
050400010003020004b60303498497776391725d59356de785c94cedb9c5def8
704f1426dfa548c1b589437f202bfbccd3b1cde003314afdea3e30508dd78467
4df1047827605aeaca811f310d130100046e002b000203040033046411ec0460
5db0e57cb763af0d1678753192830257df14de0eb4dd0d9a2d7ee2a7c94f4aab
2526fd0957b0c1025efff1763488c3bff22007fdd19b33a0e5605fc2b50ed3aa
adee4643eaa746cc65882d54a49ce4cb208226f6c732dc39981d81de9b788740
f6361120dc130f814bf5dd41d4df8682468e8ec8e2b3d5056cf245df0e0febe7
cf7423f725533dc39210093d57134c0e86a716d6d62694c9548082a5cd9352f2
fb8254397df2921d3a48702df9f622a7a539ba6110bec4736b6d15e38c558105
d6954e5fe1aec5b5ae065222fe1df4b1639e001695dcfba2d0aa09d14f9fee31
201383e58a16709631cb7b182ffbae8dc4e1345afd1763e55bb0714e92470c53
805f05ace3ce45402563cfd08db5429ffe5eeb033a7695530ee01ab7c5a179b1
1e3cd17082f457a158861fda8a9c08e7987dc5e18a48955ddba38766e14e09c3
b6319dbb5cb7c6c8e4aad9d40c2ec2b69e8ab793f742765d2af2644afc87cc1f
add8e0dc76f9725dfb9063f116ef8b02c7dc949160e22d716cfe1bed9a7eccae
e26ebc9615fd2c6e53a93bf97db63bbcae24bff5082a83dd2128fec9297cf449
2811d09363a21e98ac4869512ede9300c3fe5f049d7348404c56c37e1329fbbe
90fa854ef8b4de86c67bd16c4263f5eb99a50939a80086c9a1c0d038343d8c9e
d8b9300a6556d950492925628fb281cd077c82681f75e7aae144617adf613f49
11ff6e8f4246039f2ace861f2b2ec1d0f555e3e1a7fce9c80c6c2a8a062d0a64
7be31fc4b42c8776cd4b6517c4aa939a398b110c052e30a8eb746c476ee0dfc8
8866fbd8fdc816d20add8dbfeabcac6e0dac0f41a4e4822ab1f51b54e4bc178f
4eb7c07670704e425fd99205b8efd2f3fbccb200760127b1188fab5d7be84b06
87d779bfbe63e3b1db13f34ab9205d9f06312046e77737a05c070f1b808b5c80
9aa9e9945c52e4bf46d5b328030b42dbfba641cc0a39e6ace09361371d25fb3e
e78507a6fadfc2b6cd4a06851488b001d8b40a1ceb647b7d9debcbff6c375a13
73540d114e9bca1377b83192209bdb70824784b23da425bc7c8cca3ba0845d14
45e732d4e2327348f3a1d1f2499753bd5786ef80ef9a47c7293eedeef64d21ef
4ec47e847303fb963deff2f873efc8f2cfef263bdc40c34cb9aa80584e1ffd03
efe811cd6e12e4e6cdbda8a1ddc2df5f8f86462311425bae494f087f28524721
43e8bf6f53fb68f6063961b07dd34b0a4ebb4aba6b0f989f5955c4fe10088cae
6f7531a6b699f9e9dd34b2fc3ae102409bc97775b7bdc1e0028042e7c27fb8ed
c43c611b3ffd91de6a08a44700dd9b2d241488710e7cfabf974db0fd8a8f9b68
fee885b69d2cac23f6531af4f69c6f58e0d1ce620c47578c0bf4d3f3435df6ba
67556efaa65ec7bb518c76e840747c8454d0538f36134ee8beb0bd24a616a42d
fc826926ff9608def9b1c433d6e9ad8fcf1e11543a9595795f69c6630b60f581
156d98ce7e53124ceb06ce7e6e8054c6849aa2039b96cde7f9eac19b036b44a7
339fdc7e19b200cb062df86bdf0e022c949abacd7db8dbdae0a92a6d9ba8d530
EOF

affiche 0da9cb1015db6852c07fbdc2389ad83ee8b1898a147932620753ce82d3c0709c

openssl kdf -binary -keylen 32 -kdfopt digest:SHA256 -kdfopt mode:EXPAND_ONLY \
  -kdfopt hexkey:06b849eff15c46a4401e154110a2e63a14f7333237260156f7f1b67ca3305198 \
  -kdfopt 'prefix:tls13 ' -kdfopt 'label:c hs traffic' \
  -kdfopt hexdata:0da9cb1015db6852c07fbdc2389ad83ee8b1898a147932620753ce82d3c0709c \
  TLS13-KDF | tohex

affiche 8b0beea15604895fd4408c32b82684d347fa5e2422644c1d93978db70666f623

openssl kdf -binary -keylen 32 -kdfopt digest:SHA256 -kdfopt mode:EXPAND_ONLY \
  -kdfopt hexkey:06b849eff15c46a4401e154110a2e63a14f7333237260156f7f1b67ca3305198 \
  -kdfopt 'prefix:tls13 ' -kdfopt 'label:s hs traffic' \
  -kdfopt hexdata:0da9cb1015db6852c07fbdc2389ad83ee8b1898a147932620753ce82d3c0709c \
  TLS13-KDF | tohex

affiche 46925f99fa426e5dc105f5eaccfca048e1e89a93370b07cb9ab447518eb8f47f

Mode de calculLes clés d’enregistrement du handshake

Chaque secret de trafic est étendu, via HKDF-Expand-Label, en une clé AES-128-GCM et un write_iv de 12 octets. Ces clés déchiffrent chaque enregistrement du handshake à partir d’EncryptedExtensions ; le nonce propre à chaque enregistrement est le write_iv combiné par XOR avec le numéro de séquence de l’enregistrement.

Définition

write_key = HKDF-Expand-Label(traffic_secret, "key", "", 16)     AES-128-GCM   RFC 9846 §7.3
write_iv  = HKDF-Expand-Label(traffic_secret, "iv",  "", 12)
nonce     = write_iv XOR uint96(seq)                             RFC 9846 §5.3

Valeurs de cette session

HkdfLabel pour « key »: 001009746c733133206b657900
clé de handshake du serveur (AES-128): 5ed29e03b3495fd20354ed3f2421640a
write_iv de handshake du serveur: e465385b2d22f07ffc6a4079
clé de handshake du client (AES-128): 96fa01469d090b2a8f4ef6b9fa5e0784
write_iv de handshake du client: 9f45d2e464131048897a81c6

Ce que cela prouve

Reproduisez-le vous-même

openssl kdf -binary -keylen 16 -kdfopt digest:SHA256 -kdfopt mode:EXPAND_ONLY \
  -kdfopt hexkey:46925f99fa426e5dc105f5eaccfca048e1e89a93370b07cb9ab447518eb8f47f \
  -kdfopt 'prefix:tls13 ' -kdfopt 'label:key' \
  TLS13-KDF | tohex

affiche 5ed29e03b3495fd20354ed3f2421640a

openssl kdf -binary -keylen 12 -kdfopt digest:SHA256 -kdfopt mode:EXPAND_ONLY \
  -kdfopt hexkey:46925f99fa426e5dc105f5eaccfca048e1e89a93370b07cb9ab447518eb8f47f \
  -kdfopt 'prefix:tls13 ' -kdfopt 'label:iv' \
  TLS13-KDF | tohex

affiche e465385b2d22f07ffc6a4079

openssl kdf -binary -keylen 16 -kdfopt digest:SHA256 -kdfopt mode:EXPAND_ONLY \
  -kdfopt hexkey:8b0beea15604895fd4408c32b82684d347fa5e2422644c1d93978db70666f623 \
  -kdfopt 'prefix:tls13 ' -kdfopt 'label:key' \
  TLS13-KDF | tohex

affiche 96fa01469d090b2a8f4ef6b9fa5e0784

openssl kdf -binary -keylen 12 -kdfopt digest:SHA256 -kdfopt mode:EXPAND_ONLY \
  -kdfopt hexkey:8b0beea15604895fd4408c32b82684d347fa5e2422644c1d93978db70666f623 \
  -kdfopt 'prefix:tls13 ' -kdfopt 'label:iv' \
  TLS13-KDF | tohex

affiche 9f45d2e464131048897a81c6

Serveur → ClientEnregistrement 3 · 6 octets sur le réseau

ChangeCipherSpec

Un unique octet 0x01 qui ne sert à rien. TLS 1.3 ne le conserve que pour que le handshake ressemble à du TLS 1.2 aux yeux des équipements intermédiaires qui, sans cela, couperaient la connexion (RFC 9846, annexe E.4).

Sur le réseau · 6 octets

Les données de cet enregistrement (1 octet) correspondent à ce qu’OpenSSL a affiché avec -msg.

Serveur → ClientEnregistrement 4 · 28 octets sur le réseau

EncryptedExtensions

Le premier message chiffré : les extensions du serveur qui ne sont pas nécessaires à l’établissement des clés. Ici, il n’y en a aucune, le message est donc vide, mais il est déjà protégé par la clé de handshake du serveur, ce qui prouve que la dérivation des clés fonctionne.

Protection de l’enregistrement

Cet enregistrement est de type application_data et transporte des données chiffrées. Il est déchiffré avec AES-128-GCM sous la clé de trafic de handshake du serveur et le nonce propre à l’enregistrement, indiqué ci-dessous ; le tag d’authentification de 16 octets est vérifié sur l’en-tête d’enregistrement de 5 octets, utilisé comme données additionnelles (RFC 9846 §5.2).

Clé AES-128-GCMwrite_key: 5ed29e03b3495fd20354ed3f2421640a
Vecteur d’initialisationwrite_iv: e465385b2d22f07ffc6a4079
Nonce pour le numéro de séquence 0nonce: e465385b2d22f07ffc6a4079
Données additionnelles : l’en-tête de l’enregistrementadditional_data: 1703030017
Tag d’authentificationtag: 55c0c9b55b240c731db30884422ef691

Le tag GCM est vérifié : l’enregistrement se déchiffre sans erreur au numéro de séquence 0.
Rechiffrer le texte clair déchiffré redonne exactement l’enregistrement capturé.
Les données déchiffrées de ce message (6 octets) correspondent à ce qu’OpenSSL a affiché avec -msg.

Sur le réseau · 28 octets

Contenu déchiffré · 7 octets

Serveur → ClientEnregistrement 5 · 524 octets sur le réseau

Certificate

La chaîne de certificats du serveur (ici, un seul certificat ECDSA P-256), chiffrée avec la clé de handshake. La page l’analyse jusqu’aux deux coordonnées de la clé publique et vérifie la signature que l’AC de démonstration y a apposée.

Protection de l’enregistrement

Clé AES-128-GCMwrite_key: 5ed29e03b3495fd20354ed3f2421640a
Vecteur d’initialisationwrite_iv: e465385b2d22f07ffc6a4079
Nonce pour le numéro de séquence 1nonce: e465385b2d22f07ffc6a4078
Données additionnelles : l’en-tête de l’enregistrementadditional_data: 1703030207
Tag d’authentificationtag: 01e58b85a9daa69fa78913be25313b55

Le tag GCM est vérifié : l’enregistrement se déchiffre sans erreur au numéro de séquence 1.
Rechiffrer le texte clair déchiffré redonne exactement l’enregistrement capturé.
Les données déchiffrées de ce message (502 octets) correspondent à ce qu’OpenSSL a affiché avec -msg.

Sur le réseau · 524 octets

Contenu déchiffré · 503 octets

Mode de calculLa chaîne de certificats

L’identité du serveur repose sur une chaîne de signatures ordinaire. L’AC de démonstration a signé les octets tbsCertificate du certificat du serveur ; c’est la vérification de cette signature avec la clé publique de l’AC, ainsi que le contrôle du nom et de la validité, que désigne le « Verification: OK » d’OpenSSL.

Définition

e     = SHA-256(tbsCertificate)
valid = ECDSA-P256-Verify(Q_CA, e, (r, s))         ecdsa-with-SHA256   RFC 5758 §3.2

Valeurs de cette session

clé publique de l’AC de démonstration (point non compressé sur P-256): 04136596262dfe32c00a117a326530235df0416dcfb8300ac1e76b4ceaa7c3417ab65dbcce2950dc2616c49bea9c842dcc4f7d2fe1a2157adc6e4900e72b78cf64
SHA-256(tbsCertificate): 68ec291c24ed1fc272a0439a31cd0d28307258ca08f3cc67bde7fa115516e293
valeur de signature r: 5f1c8dec01971b89bab6c887166550128ee211099c2ecbe17c0efd5d1c2d5e71
valeur de signature s: 323909f5ef7bb5a0743701eccfbe4ffbc7fdfefbd12d33733c05541d8d87c86b

Ce que cela prouve

La signature du certificat se vérifie avec l’AC (O=ecdsa.com, CN=Illustrated PQ TLS Demo CA).
Le certificat de l’AC est auto-signé par O=ecdsa.com, CN=Illustrated PQ TLS Demo CA.
Le certificat du message Certificate est, octet pour octet, celui qu’a enregistré la capture.
Le subjectAltName du certificat couvre pq-tls.example.
L’heure de capture, 2026-10-20T11:32:29Z, se situe dans la période de validité du certificat.
La commande s_client d’OpenSSL a indiqué « Verification: OK » et le nom du pair vérifié.

Reproduisez-le vous-même

cat > ca.pem <<'EOF'
-----BEGIN CERTIFICATE-----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-----END CERTIFICATE-----
EOF
cat > server.pem <<'EOF'
-----BEGIN CERTIFICATE-----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-----END CERTIFICATE-----
EOF
openssl verify -attime 1792495949 -CAfile ca.pem -verify_hostname pq-tls.example server.pem

affiche server.pem: OK

Serveur → ClientEnregistrement 6 · 102 octets sur le réseau

CertificateVerify

Le serveur signe l’intégralité du transcript jusqu’à ce point avec la clé privée de son certificat, prouvant ainsi qu’il détient cette clé. La signature est vérifiée avec la clé publique issue du message Certificate.

Protection de l’enregistrement

Clé AES-128-GCMwrite_key: 5ed29e03b3495fd20354ed3f2421640a
Vecteur d’initialisationwrite_iv: e465385b2d22f07ffc6a4079
Nonce pour le numéro de séquence 2nonce: e465385b2d22f07ffc6a407b
Données additionnelles : l’en-tête de l’enregistrementadditional_data: 1703030061
Tag d’authentificationtag: a7d50cfc2454b60756d83834baef0ca7

Le tag GCM est vérifié : l’enregistrement se déchiffre sans erreur au numéro de séquence 2.
Rechiffrer le texte clair déchiffré redonne exactement l’enregistrement capturé.
Les données déchiffrées de ce message (80 octets) correspondent à ce qu’OpenSSL a affiché avec -msg.

Sur le réseau · 102 octets

Contenu déchiffré · 81 octets

Mode de calculLa signature CertificateVerify

Un certificat valide ne suffit pas : le serveur doit prouver qu’il détient la clé privée correspondante, maintenant, pour ce transcript. Il signe une chaîne de contexte fixe ainsi que le condensat de tout ce qui précède jusqu’au message Certificate inclus, et le client vérifie la signature avec la clé publique qu’il vient de recevoir.

Définition

content = 0x20 × 64 ‖ "TLS 1.3, server CertificateVerify" ‖ 0x00 ‖ SHA-256(ClientHello … Certificate)
valid   = ECDSA-P256-Verify(Q_server, SHA-256(content), (r, s))      ecdsa_secp256r1_sha256

Valeurs de cette session

SHA-256(ClientHello … Certificate): af76fc7ac4f19eb2af3f584874eb0cd0429a06a15cf60faefa739b3fa4eb8aad
contenu signé (130 octets): 20202020202020202020202020202020202020202020202020202020202020202020202020202020202020202020202020202020202020202020202020202020544c5320312e332c2073657276657220436572746966696361746556657269667900af76fc7ac4f19eb2af3f584874eb0cd0429a06a15cf60faefa739b3fa4eb8aad
clé publique du certificat du serveur (point P-256): 04be4c8a7a4f2244b4493214f03edcb3222e9a81188de16174e451e54df144f7587b456e5db02b1521ac7262cbd185443f75926b3bc566de6cebf4e59205fe2bcf
valeur de signature r: e2a43fd0b309c60cd461d2e842bf89926c1d271a3f6e79ee5776cb8cc4f8ddbc
valeur de signature s: a9667486294b49473c7bc82723f305694cdd7e8f591b587e2b75b909da995827

Ce que cela prouve

Le schéma ecdsa_secp256r1_sha256 fait partie de ceux que le client a proposés dans signature_algorithms.
La signature CertificateVerify, calculée sur le contenu signé, se vérifie avec la clé publique du certificat.
La clé de signature de démonstration publiée est la clé privée du certificat.
La commande s_client d’OpenSSL a indiqué le type de signature du pair : ecdsa_secp256r1_sha256.

Reproduisez-le vous-même

unhex > server.der <<'EOF'
308201e53082018ca003020102021419fbda811efb382b2429bc0208699ef5d7
14ca65300a06082a8648ce3d040302303931123010060355040a0c0965636473
612e636f6d3123302106035504030c1a496c6c75737472617465642050512054
4c532044656d6f204341301e170d3236313032303131333232395a170d323631
3230363131333232395a30193117301506035504030c0e70712d746c732e6578
616d706c653059301306072a8648ce3d020106082a8648ce3d03010703420004
be4c8a7a4f2244b4493214f03edcb3222e9a81188de16174e451e54df144f758
7b456e5db02b1521ac7262cbd185443f75926b3bc566de6cebf4e59205fe2bcf
a3819130818e300c0603551d130101ff04023000300e0603551d0f0101ff0404
0302078030130603551d25040c300a06082b0601050507030130190603551d11
04123010820e70712d746c732e6578616d706c65301d0603551d0e0416041442
c99d1b2fd96e6a4bcb7be960b98e84b710b3fe301f0603551d23041830168014
d4add88f0d635f12f9119cf17414388f26d3b407300a06082a8648ce3d040302
034700304402205f1c8dec01971b89bab6c887166550128ee211099c2ecbe17c
0efd5d1c2d5e710220323909f5ef7bb5a0743701eccfbe4ffbc7fdfefbd12d33
733c05541d8d87c86b
EOF
openssl x509 -inform DER -in server.der -pubkey -noout > server-pub.pem
{ printf '%64s' ''; printf 'TLS 1.3, server CertificateVerify\000'; printf '%s' af76fc7ac4f19eb2af3f584874eb0cd0429a06a15cf60faefa739b3fa4eb8aad | unhex; } > signed.bin
printf '%s' 3046022100e2a43fd0b309c60cd461d2e842bf89926c1d271a3f6e79ee5776cb8cc4f8ddbc022100a9667486294b49473c7bc82723f305694cdd7e8f591b587e2b75b909da995827 | unhex > signature.der
openssl dgst -sha256 -verify server-pub.pem -signature signature.der signed.bin

affiche Verified OK

printf '%s' 3031020101042011aa8fac7486c821d6c57baa03c3a3e119a635f33aaa2043bba12d7f20a40a99a00a06082a8648ce3d030107 | unhex > server-key.der
openssl ec -inform DER -in server-key.der -pubout -outform DER 2>/dev/null | tail -c 65 | tohex

affiche 04be4c8a7a4f2244b4493214f03edcb3222e9a81188de16174e451e54df144f7587b456e5db02b1521ac7262cbd185443f75926b3bc566de6cebf4e59205fe2bcf

Serveur → ClientEnregistrement 7 · 58 octets sur le réseau

Finished (serveur)

Un HMAC calculé sur tout le transcript du handshake, avec pour clé un secret que seul un détenteur des clés de handshake pourrait posséder. Il scelle la moitié du handshake qui revient au serveur ; dès que le client l’a vérifié, le serveur est authentifié et les clés sont confirmées.

Protection de l’enregistrement

Clé AES-128-GCMwrite_key: 5ed29e03b3495fd20354ed3f2421640a
Vecteur d’initialisationwrite_iv: e465385b2d22f07ffc6a4079
Nonce pour le numéro de séquence 3nonce: e465385b2d22f07ffc6a407a
Données additionnelles : l’en-tête de l’enregistrementadditional_data: 1703030035
Tag d’authentificationtag: 19198cc6e0426e75d2b219994f1a0467

Le tag GCM est vérifié : l’enregistrement se déchiffre sans erreur au numéro de séquence 3.
Rechiffrer le texte clair déchiffré redonne exactement l’enregistrement capturé.
Les données déchiffrées de ce message (36 octets) correspondent à ce qu’OpenSSL a affiché avec -msg.

Sur le réseau · 58 octets

Contenu déchiffré · 37 octets

Mode de calculLe Finished du serveur

Le Finished du serveur est un HMAC calculé sur tout le transcript jusqu’à ce point, avec pour clé un secret dérivé du secret de trafic de handshake. Seule une partie ayant calculé les mêmes clés peut le produire : sa vérification confirme donc à la fois les clés du serveur et l’absence d’altération du transcript.

Définition

finished_key = HKDF-Expand-Label(s_hs_traffic, "finished", "", 32)
verify_data  = HMAC-SHA256(finished_key, SHA-256(ClientHello … CertificateVerify))

Valeurs de cette session

finished_key du serveur: 0506725331e4fe72ae23212deef946f34556d38825410fb427bf071ee67951a1
SHA-256(ClientHello … CertificateVerify): 9e49537a2a313824d7825cbef2384d2a12ae91c8e09dcf3ac42fcd2393dae658
verify_data = HMAC(finished_key, transcript): 37187ea7e2a1e27e9d42e736edaac65dccc6dc9d03e7b862019dac0212000280

Ce que cela prouve

Le verify_data recalculé est identique à celui du message Finished.

Reproduisez-le vous-même

openssl kdf -binary -keylen 32 -kdfopt digest:SHA256 -kdfopt mode:EXPAND_ONLY \
  -kdfopt hexkey:46925f99fa426e5dc105f5eaccfca048e1e89a93370b07cb9ab447518eb8f47f \
  -kdfopt 'prefix:tls13 ' -kdfopt 'label:finished' \
  TLS13-KDF | tohex

affiche 0506725331e4fe72ae23212deef946f34556d38825410fb427bf071ee67951a1

printf '%s' 9e49537a2a313824d7825cbef2384d2a12ae91c8e09dcf3ac42fcd2393dae658 | unhex | openssl mac -binary -digest SHA256 -macopt hexkey:0506725331e4fe72ae23212deef946f34556d38825410fb427bf071ee67951a1 HMAC | tohex

affiche 37187ea7e2a1e27e9d42e736edaac65dccc6dc9d03e7b862019dac0212000280

Mode de calculLes secrets de trafic applicatif

Une fois la moitié du serveur terminée, la dérivation passe au secret principal (main secret) et en dérive les secrets de trafic applicatif, à partir du transcript jusqu’au Finished du serveur inclus, ainsi que le secret d’export. Leurs clés protègent toutes les données applicatives ; OpenSSL a journalisé ces trois secrets, et la page retrouve les mêmes valeurs.

Définition

derived         = Derive-Secret(handshake_secret, "derived", "")
main_secret     = HKDF-Extract(salt = derived, IKM = 0)          RFC 8446: master_secret
c_ap_traffic    = Derive-Secret(main_secret, "c ap traffic", ClientHello … server Finished)
s_ap_traffic    = Derive-Secret(main_secret, "s ap traffic", ClientHello … server Finished)
exporter_secret = Derive-Secret(main_secret, "exp master",   ClientHello … server Finished)

write_key = HKDF-Expand-Label(c_ap_traffic | s_ap_traffic, "key", "", 16)
write_iv  = HKDF-Expand-Label(c_ap_traffic | s_ap_traffic, "iv",  "", 12)

Valeurs de cette session

secret dérivé: cf180a268bf009d2b86962078fe3a21b7946acf2bf393b3a1672276547e88a81
main_secret (master_secret dans la RFC 8446): 535beb1d564ea9c45dce195f453307900f8548a29f3889d55aea446547724e1b
SHA-256(ClientHello … Finished du serveur): 5a0c617c785aacf18760a5272a8424b31be9504bf266939c6d0c7a008ca49adb
client_application_traffic_secret_0: 822f761f7f0218c1566132cf545c5f7b632ec3c9e5c454254c1ab051f2a92dec
server_application_traffic_secret_0: 556780cd0561751359abc293e490bbdff13dee06fe016160961add756502e56d
exporter_master_secret: fdf77404b2ef159adf31a636a7efb2a693ed0491d0362d0eb270ad93bd96592e
clé applicative du serveur (AES-128): f2c6df22d8075b76928d37545f335a64
write_iv applicatif du serveur: d3bd0df90c48d9fbb108cffb
clé applicative du client (AES-128): 58391c840aa46afae3552c38ad15b95b
write_iv applicatif du client: 68020e323a5ac9a9f0a4d49c

Ce que cela prouve

Identique à la ligne CLIENT_TRAFFIC_SECRET_0 des deux SSLKEYLOGFILE.
Identique à la ligne SERVER_TRAFFIC_SECRET_0 des deux SSLKEYLOGFILE.
Identique à la ligne EXPORTER_SECRET des deux SSLKEYLOGFILE.

Reproduisez-le vous-même

openssl kdf -binary -keylen 32 -kdfopt digest:SHA256 -kdfopt mode:EXPAND_ONLY \
  -kdfopt hexkey:06b849eff15c46a4401e154110a2e63a14f7333237260156f7f1b67ca3305198 \
  -kdfopt 'prefix:tls13 ' -kdfopt 'label:derived' \
  -kdfopt hexdata:e3b0c44298fc1c149afbf4c8996fb92427ae41e4649b934ca495991b7852b855 \
  TLS13-KDF | tohex

affiche cf180a268bf009d2b86962078fe3a21b7946acf2bf393b3a1672276547e88a81

openssl kdf -binary -keylen 32 -kdfopt digest:SHA256 -kdfopt mode:EXTRACT_ONLY \
  -kdfopt hexsalt:cf180a268bf009d2b86962078fe3a21b7946acf2bf393b3a1672276547e88a81 \
  -kdfopt hexkey:0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 \
  HKDF | tohex

affiche 535beb1d564ea9c45dce195f453307900f8548a29f3889d55aea446547724e1b

openssl kdf -binary -keylen 32 -kdfopt digest:SHA256 -kdfopt mode:EXPAND_ONLY \
  -kdfopt hexkey:535beb1d564ea9c45dce195f453307900f8548a29f3889d55aea446547724e1b \
  -kdfopt 'prefix:tls13 ' -kdfopt 'label:c ap traffic' \
  -kdfopt hexdata:5a0c617c785aacf18760a5272a8424b31be9504bf266939c6d0c7a008ca49adb \
  TLS13-KDF | tohex

affiche 822f761f7f0218c1566132cf545c5f7b632ec3c9e5c454254c1ab051f2a92dec

openssl kdf -binary -keylen 32 -kdfopt digest:SHA256 -kdfopt mode:EXPAND_ONLY \
  -kdfopt hexkey:535beb1d564ea9c45dce195f453307900f8548a29f3889d55aea446547724e1b \
  -kdfopt 'prefix:tls13 ' -kdfopt 'label:s ap traffic' \
  -kdfopt hexdata:5a0c617c785aacf18760a5272a8424b31be9504bf266939c6d0c7a008ca49adb \
  TLS13-KDF | tohex

affiche 556780cd0561751359abc293e490bbdff13dee06fe016160961add756502e56d

Client → ServeurEnregistrement 8 · 6 octets sur le réseau

ChangeCipherSpec

L’enregistrement factice correspondant, côté client, envoyé pour la même raison liée aux équipements intermédiaires.

Sur le réseau · 6 octets

Les données de cet enregistrement (1 octet) correspondent à ce qu’OpenSSL a affiché avec -msg.

Client → ServeurEnregistrement 9 · 58 octets sur le réseau

Finished (client)

Le HMAC du client sur le transcript, jusqu’au Finished du serveur inclus. Il conclut le handshake : les deux parties sont désormais authentifiées et passent aux clés applicatives.

Protection de l’enregistrement

Cet enregistrement est de type application_data et transporte des données chiffrées. Il est déchiffré avec AES-128-GCM sous la clé de trafic de handshake du client et le nonce propre à l’enregistrement, indiqué ci-dessous ; le tag d’authentification de 16 octets est vérifié sur l’en-tête d’enregistrement de 5 octets, utilisé comme données additionnelles (RFC 9846 §5.2).

Clé AES-128-GCMwrite_key: 96fa01469d090b2a8f4ef6b9fa5e0784
Vecteur d’initialisationwrite_iv: 9f45d2e464131048897a81c6
Nonce pour le numéro de séquence 0nonce: 9f45d2e464131048897a81c6
Données additionnelles : l’en-tête de l’enregistrementadditional_data: 1703030035
Tag d’authentificationtag: f3a8eac5bf26a9ac3aaca3a4afebd656

Le tag GCM est vérifié : l’enregistrement se déchiffre sans erreur au numéro de séquence 0.
Rechiffrer le texte clair déchiffré redonne exactement l’enregistrement capturé.
Les données déchiffrées de ce message (36 octets) correspondent à ce qu’OpenSSL a affiché avec -msg.

Sur le réseau · 58 octets

Contenu déchiffré · 37 octets

Mode de calculLe Finished du client

Le client répond avec son propre Finished : un HMAC calculé sur le transcript jusqu’au Finished du serveur inclus, avec une clé dérivée du secret de trafic de handshake du client. Une fois ce message vérifié par le serveur, le handshake est terminé et authentifié dans les deux sens.

Définition

finished_key = HKDF-Expand-Label(c_hs_traffic, "finished", "", 32)
verify_data  = HMAC-SHA256(finished_key, SHA-256(ClientHello … server Finished))

Valeurs de cette session

finished_key du client: 780c2e56af642c22fc8ae057276cd0d8bde149879a68ccb28064b4cf6b677a73
SHA-256(ClientHello … Finished du serveur): 5a0c617c785aacf18760a5272a8424b31be9504bf266939c6d0c7a008ca49adb
verify_data = HMAC(finished_key, transcript): e1c250d75d6df181b0df677983ec692a146f428d982a0b4281cca28607ac7fb1

Ce que cela prouve

Le verify_data recalculé est identique à celui du message Finished.

Reproduisez-le vous-même

openssl kdf -binary -keylen 32 -kdfopt digest:SHA256 -kdfopt mode:EXPAND_ONLY \
  -kdfopt hexkey:8b0beea15604895fd4408c32b82684d347fa5e2422644c1d93978db70666f623 \
  -kdfopt 'prefix:tls13 ' -kdfopt 'label:finished' \
  TLS13-KDF | tohex

affiche 780c2e56af642c22fc8ae057276cd0d8bde149879a68ccb28064b4cf6b677a73

printf '%s' 5a0c617c785aacf18760a5272a8424b31be9504bf266939c6d0c7a008ca49adb | unhex | openssl mac -binary -digest SHA256 -macopt hexkey:780c2e56af642c22fc8ae057276cd0d8bde149879a68ccb28064b4cf6b677a73 HMAC | tohex

affiche e1c250d75d6df181b0df677983ec692a146f428d982a0b4281cca28607ac7fb1

Serveur → ClientEnregistrement 10 · 239 octets sur le réseau

NewSessionTicket

Un cadeau du serveur, envoyé après le handshake : un ticket que le client pourra présenter la prochaine fois pour reprendre la session sans échange de clés complet. La clé pré-partagée qu’il représente est dérivée du secret de reprise et du nonce du ticket.

Protection de l’enregistrement

Cet enregistrement est de type application_data et transporte des données chiffrées. Il est déchiffré avec AES-128-GCM sous la clé de trafic applicatif du serveur et le nonce propre à l’enregistrement, indiqué ci-dessous ; le tag d’authentification de 16 octets est vérifié sur l’en-tête d’enregistrement de 5 octets, utilisé comme données additionnelles (RFC 9846 §5.2).

Clé AES-128-GCMwrite_key: f2c6df22d8075b76928d37545f335a64
Vecteur d’initialisationwrite_iv: d3bd0df90c48d9fbb108cffb
Nonce pour le numéro de séquence 0nonce: d3bd0df90c48d9fbb108cffb
Données additionnelles : l’en-tête de l’enregistrementadditional_data: 17030300ea
Tag d’authentificationtag: da58bb9fa9790e3f945cd811785d9ab3

Le tag GCM est vérifié : l’enregistrement se déchiffre sans erreur au numéro de séquence 0.
Rechiffrer le texte clair déchiffré redonne exactement l’enregistrement capturé.
Les données déchiffrées de ce message (217 octets) correspondent à ce qu’OpenSSL a affiché avec -msg.

Sur le réseau · 239 octets

Contenu déchiffré · 218 octets

Mode de calculLa clé pré-partagée de reprise

Le ticket est inutile sans le secret qu’il désigne. Cette clé pré-partagée est dérivée du secret de reprise (lui-même issu du transcript jusqu’au Finished du client inclus) et du nonce du ticket. OpenSSL a affiché la PSK et le ticket ; la page recalcule la PSK et vérifie que les deux concordent.

Définition

resumption_secret = Derive-Secret(main_secret, "res master", ClientHello … client Finished)
PSK               = HKDF-Expand-Label(resumption_secret, "resumption", ticket_nonce, 32)

Valeurs de cette session

SHA-256(ClientHello … Finished du client): b014275674636844d99285ea448e9c45e92acb5bc9bf249fa8d94b7796eb1211
resumption_master_secret: d013100d5c7e78c4d128a445969ce4ed1ddc3cd63a7f63bddcd82728d5129f8a
ticket_nonce issu du NewSessionTicket: 0000000000000000
PSK de reprise: d1039d8e602a12c21ed17aa291499d5f1ef30eda117144c3591d5fccd74f7c0d

Ce que cela prouve

La PSK de reprise recalculée est identique à celle qu’a affichée s_client.
Les octets du ticket (192 octets) correspondent au ticket affiché par s_client.

Reproduisez-le vous-même

openssl kdf -binary -keylen 32 -kdfopt digest:SHA256 -kdfopt mode:EXPAND_ONLY \
  -kdfopt hexkey:535beb1d564ea9c45dce195f453307900f8548a29f3889d55aea446547724e1b \
  -kdfopt 'prefix:tls13 ' -kdfopt 'label:res master' \
  -kdfopt hexdata:b014275674636844d99285ea448e9c45e92acb5bc9bf249fa8d94b7796eb1211 \
  TLS13-KDF | tohex

affiche d013100d5c7e78c4d128a445969ce4ed1ddc3cd63a7f63bddcd82728d5129f8a

openssl kdf -binary -keylen 32 -kdfopt digest:SHA256 -kdfopt mode:EXPAND_ONLY \
  -kdfopt hexkey:d013100d5c7e78c4d128a445969ce4ed1ddc3cd63a7f63bddcd82728d5129f8a \
  -kdfopt 'prefix:tls13 ' -kdfopt 'label:resumption' \
  -kdfopt hexdata:0000000000000000 \
  TLS13-KDF | tohex

affiche d1039d8e602a12c21ed17aa291499d5f1ef30eda117144c3591d5fccd74f7c0d

Client → ServeurEnregistrement 11 · 49 octets sur le réseau

Données applicatives (requête)

La première vraie charge utile, protégée par la clé applicative du client : une requête HTTP d’une ligne. À partir d’ici, le type de contenu de l’enregistrement est masqué par le chiffrement.

Protection de l’enregistrement

Cet enregistrement est de type application_data et transporte des données chiffrées. Il est déchiffré avec AES-128-GCM sous la clé de trafic applicatif du client et le nonce propre à l’enregistrement, indiqué ci-dessous ; le tag d’authentification de 16 octets est vérifié sur l’en-tête d’enregistrement de 5 octets, utilisé comme données additionnelles (RFC 9846 §5.2).

Clé AES-128-GCMwrite_key: 58391c840aa46afae3552c38ad15b95b
Vecteur d’initialisationwrite_iv: 68020e323a5ac9a9f0a4d49c
Nonce pour le numéro de séquence 0nonce: 68020e323a5ac9a9f0a4d49c
Données additionnelles : l’en-tête de l’enregistrementadditional_data: 170303002c
Tag d’authentificationtag: 44f8869fbc72bc4a095024412310f30e

Le tag GCM est vérifié : l’enregistrement se déchiffre sans erreur au numéro de séquence 0.
Rechiffrer le texte clair déchiffré redonne exactement l’enregistrement capturé.
Le type de contenu et les octets déchiffrés correspondent à la trace -msg d’OpenSSL.

Sur le réseau · 49 octets

Contenu déchiffré · 28 octets

Serveur → ClientEnregistrement 12 · 130 octets sur le réseau

Données applicatives (réponse)

Ce que renvoie le serveur sous sa clé applicative : la réponse HTTP avec le fichier demandé par le client.

Protection de l’enregistrement

Clé AES-128-GCMwrite_key: f2c6df22d8075b76928d37545f335a64
Vecteur d’initialisationwrite_iv: d3bd0df90c48d9fbb108cffb
Nonce pour le numéro de séquence 1nonce: d3bd0df90c48d9fbb108cffa
Données additionnelles : l’en-tête de l’enregistrementadditional_data: 170303007d
Tag d’authentificationtag: 152ee3122b64d6188a96491377f3ba2d

Le tag GCM est vérifié : l’enregistrement se déchiffre sans erreur au numéro de séquence 1.
Rechiffrer le texte clair déchiffré redonne exactement l’enregistrement capturé.
Le type de contenu et les octets déchiffrés correspondent à la trace -msg d’OpenSSL.

Sur le réseau · 130 octets

Contenu déchiffré · 109 octets

Serveur → ClientEnregistrement 13 · 24 octets sur le réseau

Alerte (close_notify)

Le serveur signale une fermeture propre. Les alertes sont chiffrées elles aussi, si bien que même la fermeture reste confidentielle.

Protection de l’enregistrement

Clé AES-128-GCMwrite_key: f2c6df22d8075b76928d37545f335a64
Vecteur d’initialisationwrite_iv: d3bd0df90c48d9fbb108cffb
Nonce pour le numéro de séquence 2nonce: d3bd0df90c48d9fbb108cff9
Données additionnelles : l’en-tête de l’enregistrementadditional_data: 1703030013
Tag d’authentificationtag: d1a180f9a2947d57978b590f4ea3faa8

Le tag GCM est vérifié : l’enregistrement se déchiffre sans erreur au numéro de séquence 2.
Rechiffrer le texte clair déchiffré redonne exactement l’enregistrement capturé.
Les données déchiffrées de ce message (2 octets) correspondent à ce qu’OpenSSL a affiché avec -msg.

Sur le réseau · 24 octets

Contenu déchiffré · 3 octets

Client → ServeurEnregistrement 14 · 24 octets sur le réseau

Alerte (close_notify)

Le client accuse réception de la fermeture, et la connexion prend fin.

Protection de l’enregistrement

Clé AES-128-GCMwrite_key: 58391c840aa46afae3552c38ad15b95b
Vecteur d’initialisationwrite_iv: 68020e323a5ac9a9f0a4d49c
Nonce pour le numéro de séquence 1nonce: 68020e323a5ac9a9f0a4d49d
Données additionnelles : l’en-tête de l’enregistrementadditional_data: 1703030013
Tag d’authentificationtag: daf6ae55a253a373f23464e913920d47

Le tag GCM est vérifié : l’enregistrement se déchiffre sans erreur au numéro de séquence 1.
Rechiffrer le texte clair déchiffré redonne exactement l’enregistrement capturé.
Les données déchiffrées de ce message (2 octets) correspondent à ce qu’OpenSSL a affiché avec -msg.

Sur le réseau · 24 octets

Contenu déchiffré · 3 octets

Vérifié par rapport au journal de clés d’OpenSSL

OpenSSL a écrit un SSLKEYLOGFILE de chaque côté, le format que lit Wireshark pour déchiffrer une capture. Chacun de ses cinq secrets est l’un des secrets de trafic calculés plus haut : les faire correspondre de bout en bout prouve que la dérivation des clés (key schedule) présentée sur cette page est bien celle qu’a utilisée la vraie connexion.

Libellé SSLKEYLOGFILE	Secret (hexadécimal)	Dérivé sur cette page en tant que
SERVER_HANDSHAKE_TRAFFIC_SECRET	46925f99fa426e5dc105f5eaccfca048e1e89a93370b07cb9ab447518eb8f47f	server_handshake_traffic_secret
EXPORTER_SECRET	fdf77404b2ef159adf31a636a7efb2a693ed0491d0362d0eb270ad93bd96592e	exporter_master_secret
SERVER_TRAFFIC_SECRET_0	556780cd0561751359abc293e490bbdff13dee06fe016160961add756502e56d	server_application_traffic_secret_0
CLIENT_HANDSHAKE_TRAFFIC_SECRET	8b0beea15604895fd4408c32b82684d347fa5e2422644c1d93978db70666f623	client_handshake_traffic_secret
CLIENT_TRAFFIC_SECRET_0	822f761f7f0218c1566132cf545c5f7b632ec3c9e5c454254c1ab051f2a92dec	client_application_traffic_secret_0

Comment cette capture a été réalisée

Le handshake est réel, pas simulé : deux processus OpenSSL dialoguent en TLS 1.3 sur l’interface de bouclage (loopback), dans un même conteneur à l’image épinglée, et les paquets sont enregistrés directement sur le réseau. Relancer la capture produit une nouvelle session de même structure.

Image du conteneur: node:24.22.0-trixie@sha256:ff054b356ab93ed540518ca23cfcd9840e5256dd04db5a8d8afc43f4ecc7c9f8
OpenSSL: OpenSSL 3.5.7 9 Jun 2026 (Library: OpenSSL 3.5.7 9 Jun 2026)
Date de capture: 2026-10-20T11:32:29Z
Serveur: openssl s_server -accept 4433 -naccept 1 -WWW -cert server.crt -key server.key -tls1_3 -ciphersuites TLS_AES_128_GCM_SHA256 -groups X25519MLKEM768 -num_tickets 1 -keylogfile server-keylog.txt
Client: openssl s_client -connect 127.0.0.1:4433 -servername pq-tls.example -verify_hostname pq-tls.example -CAfile ca.crt -verify_return_error -tls1_3 -keylogfile client-keylog.txt -ign_eof -msg -msgfile client-msg.txt

Chaque commande est autonome, à l’exception de ces deux fonctions utilitaires ; collez-les d’abord (OpenSSL 3.5, avec Perl et od, tous deux présents sous Linux et macOS) :

unhex() { perl -0777 -ne 's/\s+//g; print pack("H*", $_)'; }
tohex() { od -An -v -tx1 | tr -d ' \n'; echo; }

Spécifications

L’échange de clés hybride est défini par la RFC 10024 (X25519MLKEM768), qui combine ML-KEM-768, issu de la norme NIST FIPS 203, et X25519, issu de la RFC 7748 ; la construction hybride et l’ordre des key shares suivent la RFC 9954 ; tout le reste relève de TLS 1.3 tel que le spécifie la RFC 9846 (qui rend obsolète la RFC 8446), et la trace de la dérivation des clés a été recoupée avec la RFC 8448. Les noms des points de code et des algorithmes proviennent des registres TLS de l’IANA et des registres d’identifiants d’objet.

Essayez sur votre propre trafic

Pour aller plus loin

Le format de cette page – une vraie connexion, dont chaque octet est expliqué – reprend celui de The Illustrated TLS 1.3 Connection, de Michael Driscoll (sous licence MIT). La capture, les explications et le code présentés ici sont les nôtres ; cette page y ajoute l’échange de clés post-quantique.

La connexion TLS 1.3 post-quantique illustrée

Les clés à usage unique de cette session

La key share hybride, décomposée

Ce que coûte le post-quantique sur le réseau

ClientHello

Sur le réseau · 1 483 octets

Définition

Valeurs de cette session

Ce que cela prouve

Reproduisez-le vous-même

ServerHello

Sur le réseau · 1 215 octets

Définition

Valeurs de cette session

Ce que cela prouve

Définition

Valeurs de cette session

Ce que cela prouve

Reproduisez-le vous-même

Définition

Valeurs de cette session

Ce que cela prouve

Reproduisez-le vous-même

Définition

Valeurs de cette session

Ce que cela prouve

Reproduisez-le vous-même

ChangeCipherSpec

Sur le réseau · 6 octets

EncryptedExtensions

Protection de l’enregistrement

Sur le réseau · 28 octets

Contenu déchiffré · 7 octets

Certificate

Protection de l’enregistrement

Sur le réseau · 524 octets

Contenu déchiffré · 503 octets

Définition

Valeurs de cette session

Ce que cela prouve

Reproduisez-le vous-même

CertificateVerify

Protection de l’enregistrement

Sur le réseau · 102 octets

Contenu déchiffré · 81 octets

Définition

Valeurs de cette session

Ce que cela prouve

Reproduisez-le vous-même

Finished (serveur)

Protection de l’enregistrement

Sur le réseau · 58 octets

Contenu déchiffré · 37 octets

Définition

Valeurs de cette session

Ce que cela prouve

Reproduisez-le vous-même

Définition

Valeurs de cette session

Ce que cela prouve

Reproduisez-le vous-même

ChangeCipherSpec

Sur le réseau · 6 octets

Finished (client)

Protection de l’enregistrement

Sur le réseau · 58 octets

Contenu déchiffré · 37 octets

Définition

Valeurs de cette session

Ce que cela prouve

Reproduisez-le vous-même

NewSessionTicket

Protection de l’enregistrement

Sur le réseau · 239 octets

Contenu déchiffré · 218 octets

Définition

Valeurs de cette session

Ce que cela prouve

Reproduisez-le vous-même

Données applicatives (requête)

Sur le réseau · 1 483 octets

Sur le réseau · 1 215 octets

Sur le réseau · 6 octets

Sur le réseau · 28 octets

Contenu déchiffré · 7 octets

Sur le réseau · 524 octets

Contenu déchiffré · 503 octets

Sur le réseau · 102 octets

Contenu déchiffré · 81 octets

Sur le réseau · 58 octets

Contenu déchiffré · 37 octets

Sur le réseau · 6 octets

Sur le réseau · 58 octets

Contenu déchiffré · 37 octets

Sur le réseau · 239 octets

Contenu déchiffré · 218 octets

Sur le réseau · 49 octets

Contenu déchiffré · 28 octets

Sur le réseau · 130 octets

Contenu déchiffré · 109 octets

Sur le réseau · 24 octets

Contenu déchiffré · 3 octets

Sur le réseau · 24 octets

Contenu déchiffré · 3 octets