Размеры в байтах (FIPS 203, таблица 3), ключ инкапсуляции / шифртекст: ML-KEM-512 — 800 / 768 (категория 1), ML-KEM-768 — 1184 / 1088 (категория 3), ML-KEM-1024 — 1568 / 1568 (категория 5); общий секрет всегда занимает 32 байта. Ключи декапсуляции можно хранить как 64-байтовый seed d ‖ z. На одном ядре Apple M4 Max OpenSSL 3.6.5 выполняет в секунду около 41 000 генераций ключей ML-KEM-768, 63 000 инкапсуляций и 40 000 декапсуляций.
Преобразование Фудзисаки — Окамото с неявным отклонением делает схему стойкой к атакам с подобранным шифртекстом: на некорректный шифртекст она выдаёт псевдослучайный секрет, а не ошибку. FIPS 203 требует проверки входных данных: ключей инкапсуляции (§ 7.2) и ключей декапсуляции (§ 7.3); кроме того, реализации должны избегать утечек по времени, которые затронули ранний код Kyber (KyberSlash, 2024).
ML-KEM-768 — основа гибридного обмена ключами: X25519MLKEM768 в TLS, mlkem768x25519-sha256 в SSH, HPKE и X-Wing, PQ3 в iMessage от Apple и PQXDH в Signal. В CNSA 2.0 выбран ML-KEM-1024. ML-KEM несовместим с Kyber 3-го раунда.