Diffie–Hellman と異なり、KEM では両者の役割が非対称です。必要なのは鍵の保有者の公開鍵だけで、送信者は秘密を選べません。TLS は、クライアントがカプセル化鍵を送り、サーバーが暗号文で応答する形で、KEM をキーシェア（key share）のモデルに組み込んでいます。HPKE（RFC 9180）は DH ベースの KEM（DHKEM）とハイブリッドのポスト量子 KEM を定義し、RFC 9629 は CMS に KEM の受信者を追加しています。
安全性の目標は IND-CCA2 で、ML-KEM では藤崎・岡本変換によって達成されます。KEM 自体はどちらの側も認証しないため、プロトコルは署名や静的な鍵を加えて認証を行います。古典的な KEM とポスト量子 KEM を組み合わせれば（X-Wing や TLS のハイブリッド方式のように）、どちらか一方が破られない限り安全性が保たれます。