Ao contrário do Diffie–Hellman, um KEM é assimétrico nos papéis: só é necessária a chave pública do portador da chave, e o remetente não pode escolher o segredo. O TLS encaixa os KEMs no seu modelo de key share: o cliente envia uma chave de encapsulamento e o servidor responde com um texto cifrado; o HPKE (RFC 9180) define KEMs baseados em DH (DHKEM) e KEMs híbridos pós-quânticos, e a RFC 9629 acrescenta destinatários KEM ao CMS.
Objetivo de segurança: IND-CCA2, que o ML-KEM alcança por meio da transformação de Fujisaki–Okamoto. Um KEM, por si só, não autentica nenhum dos lados; os protocolos acrescentam assinaturas ou chaves estáticas para isso. Combinar um KEM clássico e um pós-quântico (como fazem o X-Wing e os híbridos do TLS) mantém a segurança se qualquer um dos dois resistir.