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Post-Quantum Cryptography MCP Server

Name: Post-Quantum Cryptography MCP Server
Author: scottdhughes

by scottdhughes

Overview Schema Source Related Servers Discussions Admin

Python

Local

后量子密码学 MCP 服务器

License: MIT Python 3.10+ liboqs MCP

仅供研究和原型设计使用。 本服务器使用 liboqs，明确不建议用于生产环境或保护敏感数据。使用 store_as 模式（推荐）时，私钥会从工具输出中脱敏，并保存在会话范围的密钥环中。如果不使用 store_as，私钥和共享密钥会出现在工具输出中，这可能会进入模型上下文、客户端日志或转录内容。设置 PQC_REQUIRE_KEY_HANDLES=1 可强制所有私钥操作仅使用句柄模式。适用于实验、教育和互操作性测试。

A 模型上下文协议 (MCP) 服务器，提供使用 Open Quantum Safe 的 liboqs 的后量子密码操作。使 Claude 等 AI 助手能够执行抗量子密码操作，包括密钥生成、加密、签名和验证。

为什么需要后量子密码学？

当前的密码系统（RSA、ECC、ECDSA）将被运行 Shor 算法的量子计算机破解。NIST 已经标准化了新的抗量子算法：

标准	算法	类型	状态
FIPS 203	ML-KEM (原 CRYSTALS-Kyber)	密钥封装	2024 年定稿
FIPS 204	ML-DSA (原 CRYSTALS-Dilithium)	数字签名	2024 年定稿
FIPS 205	SLH-DSA (原 SPHINCS+)	基于哈希的签名	2024 年定稿

此 MCP 服务器使 AI 代理能够访问这些算法，用于研究、开发和集成。

Related MCP server: hive-mcp-sigr

功能特性

通过 liboqs 提供密钥封装机制 (KEMs)：ML-KEM, FrodoKEM, HQC, BIKE, Classic McEliece
通过 liboqs 提供签名算法：ML-DSA, Falcon, SLH-DSA, MAYO, CROSS, UOV
完整的 MCP 集成：适用于 Claude Desktop、Claude Code、Cursor 以及任何 MCP 客户端
支持 NIST 标准化算法：实现了 FIPS 203、204 和 205 算法
安全性分析：比较经典与量子安全性级别

快速入门

先决条件

Python 3.10+
liboqs 共享库
uv（推荐）或 pip

安装

1. 安装 liboqs

macOS (使用共享库的 Homebrew):

# Homebrew only provides static library, build from source for shared:
git clone --depth 1 --branch 0.15.0 https://github.com/open-quantum-safe/liboqs.git
cd liboqs && mkdir build && cd build
cmake -DBUILD_SHARED_LIBS=ON -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=$HOME/.local ..
make -j4 && make install

Ubuntu/Debian:

sudo apt-get install liboqs-dev

替代方案：使用自动执行上述操作的捆绑安装脚本：

bash scripts/install-liboqs.sh

2. 克隆并安装

git clone https://github.com/scottdhughes/post-quantum-mcp.git
cd post-quantum-mcp

# Install all dependencies (creates .venv automatically)
uv sync --all-extras

3. 配置 Claude Code / Claude Desktop

添加到您的 MCP 配置中：

Claude Code (~/.claude.json):

{
  "mcpServers": {
    "pqc": {
      "type": "stdio",
      "command": "/path/to/post-quantum-mcp/run.sh",
      "args": [],
      "env": {}
    }
  }
}

Claude Desktop (claude_desktop_config.json):

{
  "mcpServers": {
    "pqc": {
      "command": "/path/to/post-quantum-mcp/run.sh"
    }
  }
}

该服务器也可以通过 python -m pqc_mcp_server 直接运行。

可用工具

`pqc_list_algorithms`

列出所有可用的后量子算法。

Input: { "type": "kem" | "sig" | "all" }
Output: List of available algorithms with NIST standard mappings

`pqc_algorithm_info`

获取有关特定算法的详细信息。

Input: { "algorithm": "ML-KEM-768" }
Output: Key sizes, security level, performance characteristics

`pqc_generate_keypair`

生成抗量子密钥对。

Input: { "algorithm": "ML-DSA-65" }
Output: Base64-encoded public and secret keys

`pqc_encapsulate`

执行密钥封装（创建共享密钥）。

Input: { "algorithm": "ML-KEM-768", "public_key": "<base64>" }
Output: Ciphertext and shared secret

`pqc_decapsulate`

从密文中恢复共享密钥。

Input: { "algorithm": "ML-KEM-768", "secret_key": "<base64>", "ciphertext": "<base64>" }
Output: Shared secret

`pqc_sign`

使用后量子签名对消息进行签名。

Input: { "algorithm": "ML-DSA-65", "secret_key": "<base64>", "message": "Hello, quantum world!" }
Output: Base64-encoded signature

`pqc_verify`

验证后量子签名。

Input: { "algorithm": "ML-DSA-65", "public_key": "<base64>", "message": "...", "signature": "<base64>" }
Output: { "valid": true/false }

`pqc_hash`

使用抗量子哈希函数对消息进行哈希处理。

Input: { "message": "data", "algorithm": "SHA3-256" | "SHA3-512" | "SHAKE128" | "SHAKE256" }
Output: Digest in hex and base64

`pqc_security_analysis`

分析算法的安全性属性。

Input: { "algorithm": "ML-KEM-768" }
Output: NIST level, classical/quantum security equivalents, Grover/Shor resistance

混合密钥交换 (X25519 + ML-KEM-768)

套件：mlkem768-x25519-sha3-256 — 借用了 LAMPS 复合 ML-KEM 草案 (id-MLKEM768-X25519-SHA3-256) 中的 KEM 组合器。套件名称中的 sha3-256 指的是 KEM 组合器哈希；HKDF 密钥派生使用 SHA-256（通过 cryptography HKDF）。密封信封层是本项目构建在该组合器之上的自有协议。

这是一种匿名密封盒结构，提供具有密文完整性的混合机密性。它不具备针对接收方密钥泄露的前向安全性，且不提供发送方身份验证。

`pqc_hybrid_keygen`

生成混合密钥对包。

推荐：使用 store_as（私钥已脱敏）

// Input
{"store_as": "alice"}

// Output — no secret keys
{
  "suite": "mlkem768-x25519-sha3-256",
  "handle": "alice",
  "classical": {"algorithm": "X25519", "public_key": "DeRN3xLbEglMdXKO7P98cAvc...", "fingerprint": "a1b2c3d4..."},
  "pqc": {"algorithm": "ML-KEM-768", "public_key": "gDsL8UgEVcMeJgUOQgSlAotx...", "fingerprint": "e5f6a7b8..."}
}

不使用 store_as（返回原始密钥 — 不推荐）：

// Input
{}

// Output — secret keys exposed in tool output
{
  "suite": "mlkem768-x25519-sha3-256",
  "classical": {
    "algorithm": "X25519",
    "public_key": "DeRN3xLbEglMdXKO7P98cAvc...",
    "secret_key": "YEYD9j5c2hpTei0ferXWbAFb..."
  },
  "pqc": {
    "algorithm": "ML-KEM-768",
    "public_key": "gDsL8UgEVcMeJgUOQgSlAotx...",
    "secret_key": "MQB2U0EzNGmloLuiTYG3BTcr..."
  }
}

`pqc_hybrid_encap` / `pqc_hybrid_decap`

构建块密钥封装。返回通过套件的 SHA3-256 组合器派生的组合共享密钥。

`pqc_hybrid_seal` / `pqc_hybrid_open`

使用混合封装 + AES-256-GCM 加密/解密明文。全标头 AAD 绑定。确定性随机数（不在信封中传输）。

// Seal input
{
  "plaintext": "Hello, quantum world!",
  "recipient_classical_public_key": "<base64 X25519 public key>",
  "recipient_pqc_public_key": "<base64 ML-KEM-768 public key>"
}

// Seal output
{
  "envelope": {
    "version": "pqc-mcp-v3",
    "mode": "anon-seal",
    "suite": "mlkem768-x25519-sha3-256",
    "x25519_ephemeral_public_key": "6+b1Y8AkgEycKL5wL2cIeSMv...",
    "pqc_ciphertext": "DF+PYy4zx+OmnW8wLD3EL+4M...",
    "ciphertext": "NnEap2fDq5+xTCwvHdKfy5Xj..."
  }
}

// Open input
{
  "envelope": { "...envelope from seal..." },
  "classical_secret_key": "<base64 X25519 secret key>",
  "pqc_secret_key": "<base64 ML-KEM-768 secret key>"
}

// Open output
{
  "suite": "mlkem768-x25519-sha3-256",
  "plaintext": "Hello, quantum world!",
  "plaintext_base64": "SGVsbG8sIHF1YW50dW0gd29ybGQh"
}

混合提示词示例

"生成一个混合密钥对并为我密封一条消息"

"执行混合密钥交换并向我展示共享密钥"

"使用混合 PQC 加密 '机密数据' 然后解密它"

已验证的混合信封

使用 ML-DSA-65 (FIPS 204) 签名将发送方身份验证添加到混合机密层。发送方对覆盖整个信封的规范二进制转录进行签名。接收方在解密前验证发送方身份。

这是一种发送方验证的密封信封结构。它仍然不具备针对后续接收方长期密钥泄露的前向安全性。密封信封层是本项目构建的自有协议。

`pqc_hybrid_auth_seal`

加密 + 签名。需要发送方 ML-DSA-65 签名密钥 + 接收方混合密钥。

推荐：使用密钥句柄

// Input
{
  "plaintext": "Authenticated message",
  "recipient_key_store_name": "bob",
  "sender_key_store_name": "alice-signing"
}

// Output
{
  "envelope": {
    "version": "pqc-mcp-v3",
    "mode": "auth-seal",
    "suite": "mlkem768-x25519-sha3-256",
    
    "sender_signature_algorithm": "ML-DSA-65",
    "sender_public_key": "0ji6POTItnZUX8rELwVwWSOV...",
    "sender_key_fingerprint": "0f617ece2f1d04c0...",
    "recipient_classical_key_fingerprint": "c1deade4a5300a9a...",
    "recipient_pqc_key_fingerprint": "bb0e084213d6ac74...",
    "x25519_ephemeral_public_key": "5LEikNANeJNhZSiq...",
    "pqc_ciphertext": "ybgWc3ruG3JwXmr4...",
    "ciphertext": "6OYdADdh0eH/LviD...",
    "signature": "BOniPALs1kfhWcRh..."
  }
}

替代方案：使用原始密钥（不推荐）

// Input
{
  "plaintext": "Authenticated message",
  "recipient_classical_public_key": "<base64 X25519 public key>",
  "recipient_pqc_public_key": "<base64 ML-KEM-768 public key>",
  "sender_secret_key": "<base64 ML-DSA-65 secret key>",
  "sender_public_key": "<base64 ML-DSA-65 public key>"
}

`pqc_hybrid_auth_open`

验证发送方 + 解密。需要 expected_sender_public_key 或 expected_sender_fingerprint。在解密前验证签名 — 身份验证失败与解密失败是不同的。

// Open with expected sender public key
{
  "envelope": { "...envelope from auth_seal..." },
  "classical_secret_key": "<base64 X25519 secret key>",
  "pqc_secret_key": "<base64 ML-KEM-768 secret key>",
  "expected_sender_public_key": "<base64 ML-DSA-65 public key>"
}

// Or open with expected sender fingerprint
{
  "envelope": { "...envelope from auth_seal..." },
  "classical_secret_key": "...",
  "pqc_secret_key": "...",
  "expected_sender_fingerprint": "0f617ece2f1d04c0481aa0fe..."
}

// Output
{
  "suite": "mlkem768-x25519-sha3-256",
  "plaintext": "Authenticated message",
  "plaintext_base64": "QXV0aGVudGljYXRlZCBtZXNzYWdl",
  "sender_key_fingerprint": "0f617ece2f1d04c0481aa0fe...",
  "sender_signature_algorithm": "ML-DSA-65",
  "authenticated": true
}

`pqc_hybrid_auth_verify`

在不解密的情况下验证已验证信封上的发送方签名。无需私钥。检查发送方绑定、指纹一致性、ML-DSA-65 签名和时间戳新鲜度。

// Input
{
  "envelope": { "...envelope from auth_seal..." },
  "expected_sender_fingerprint": "0f617ece2f1d04c0..."
}

// Output
{
  "verified": true,
  "sender_key_fingerprint": "0f617ece2f1d04c0...",
  "sender_signature_algorithm": "ML-DSA-65",
  "version": "pqc-mcp-v3",
  "mode": "auth-seal",
  "replay_seen": false,
  "timestamp": "1711929600"
}

`pqc_envelope_inspect`

在不解密的情况下检查信封元数据。无需私钥。返回版本、套件、指纹和字段大小。

// Input
{"envelope": { "...any sealed or authenticated envelope..." }}

// Output
{
  "version": "pqc-mcp-v3",
  "mode": "auth-seal",
  "suite": "mlkem768-x25519-sha3-256",
  "authenticated": true,
  "sender_key_fingerprint": "0f617ece2f1d04c0...",
  
  
  "ciphertext_size": 1234,
  "plaintext_size_approx": 1218,
  "pqc_ciphertext_size": 1088,
  "signature_size": 3309
}

`pqc_fingerprint`

计算公钥的 SHA3-256 指纹。返回小写十六进制。

// Input
{"public_key": "<base64-encoded public key>"}

// Output
{"fingerprint": "a1b2c3d4e5f6...", "algorithm": "SHA3-256"}

`pqc_benchmark`

基准测试 PQC 算法：计时密钥生成、封装/签名、解封装/验证以及密钥/密文/签名大小。

// Input
{"algorithm": "ML-KEM-768", "iterations": 10}

// Output — timing and size measurements

密钥生成流程

1. Sender: generate ML-DSA-65 signing keys via pqc_generate_keypair
2. Recipient: generate hybrid keys via pqc_hybrid_keygen
3. Exchange public keys out-of-band
4. Sender: pqc_hybrid_auth_seal with both key sets
5. Recipient: pqc_hybrid_auth_open with expected sender identity

已验证提示词示例

"生成一个 ML-DSA-65 签名密钥对和一个混合接收方密钥对，然后发送一条已验证的加密消息"

"打开此已验证信封并验证它来自预期的发送方"

"将消息密封给 Bob 并用我的 ML-DSA 密钥签名，然后让 Bob 使用我的指纹打开它"

密钥句柄（私钥脱敏）

选择性模式，私钥存储在进程本地，绝不会出现在工具输出中。句柄是进程全局的，在服务器重启时丢失。

使用句柄生成

// pqc_hybrid_keygen with store_as
{"store_as": "alice"}

// Output — no secret keys
{
  "suite": "mlkem768-x25519-sha3-256",
  "handle": "alice",
  "classical": {"algorithm": "X25519", "public_key": "...", "fingerprint": "..."},
  "pqc": {"algorithm": "ML-KEM-768", "public_key": "...", "fingerprint": "..."}
}

在下游工具中使用句柄

// pqc_hybrid_seal with store name instead of raw keys
{
  "plaintext": "Hello via handle!",
  "recipient_key_store_name": "alice"
}

// pqc_hybrid_auth_seal with two store names
{
  "plaintext": "Authenticated via handles",
  "recipient_key_store_name": "alice",
  "sender_key_store_name": "bob-signing"
}

通用 PQC 工具（pqc_sign、pqc_verify、pqc_encapsulate、pqc_decapsulate）也接受 key_store_name。

为同一角色同时提供存储名称和原始密钥是错误的。

密钥存储管理

pqc_key_store_save：按名称保存密钥生成输出，以便于引用。会话范围，无持久化。
pqc_key_store_load：按名称加载存储的密钥。仅返回句柄条目的公共材料。
pqc_key_store_list：列出所有带有元数据（名称、类型、指纹）的存储密钥。不显示私钥材料。
pqc_key_store_delete：按名称删除存储的密钥。

安全特性

v3 信封协议

v3 信封是模式绑定的：每个信封都携带一个显式的 mode 字段（anon-seal 或 auth-seal），该字段绑定到 HKDF 信息、AAD 和身份验证转录中。这提供了真正的跨模式隔离 — 一种模式生成的密文无法被另一种模式解密，从而在 AEAD 层阻止了身份验证剥离降级攻击。AAD 在 v3 中使用长度前缀框架（自定界）。已验证信封在规范转录中包含一个已签名的 timestamp 字段；在验证/打开时，服务器会检查新鲜度（默认：24 小时，可通过 max_age_seconds 配置）。时钟偏差容差为 5 分钟。

重放保护

服务器维护一个带有 TTL 的签名摘要缓存（信封签名字节的 SHA3-256）。pqc_hybrid_auth_verify 执行只读重放检查。pqc_hybrid_auth_open 执行解密前检查和成功后标记。缓存持久化到 ~/.pqc/state/replay-cache.json 并在服务器重启后保留。最多 50,000 条目，采用先进先出驱逐策略。

信封大小验证

所有信封在进行任何密码处理前都会经过验证：每个 base64 字段（ciphertext、pqc_ciphertext、signature、sender_public_key、x25519_ephemeral_public_key）最大 1MB，总共最多 50 个字段。防止内存炸弹和资源耗尽。

服务器安全策略

设置 PQC_REQUIRE_KEY_HANDLES=1 以强制执行仅句柄模式：服务器拒绝任何传递原始私钥的工具调用，强制所有私钥操作（密钥生成、签名、解封装和混合信封操作）使用 store_as/key_store_name。这是一个无法被行为不端的代理绕过的服务器端检查。

v1/v2 向后兼容性

v1 信封 (pqc-mcp-v1) 在打开/验证时被接受以实现向后兼容，但会产生明显的警告。v1 信封缺少已签名的时间戳，因此跳过新鲜度检查且不提供重放保护。v2 信封 (pqc-mcp-v2) 被接受但缺少模式绑定；响应中包含弃用警告。

中继传输

该项目包含一个用于跨机器 A2A 消息传递的 Cloudflare Worker 中继。

在线： https://quantum-seal-relay.novoamorx1.workers.dev

中继是一个不透明的信封邮箱 — 它存储和转发 JSON 数据块，而不执行密码操作或访问私钥。

端点	方法	用途
`/mailboxes/:fp`	POST	将信封存入收件人邮箱
`/mailboxes/:fp`	GET	获取待处理信封
`/mailboxes/:fp/:id`	DELETE	确认收到
`/mailboxes/:fp/allowlist`	PUT	配置发送方白名单

限制： 最大 50KB 信封，每个邮箱 1000 条消息，24 小时 TTL，速率限制（每个 IP 每分钟 60 次 POST，120 次 GET）。

安全性： 中继永远看不到明文。端到端机密性、完整性和发送方身份验证在客户端强制执行。请参阅 deploy/relay/RELAY-SPEC.md 获取完整的传输协议。

支持的算法

注意： 旧算法名称（Kyber, Dilithium, SPHINCS+）被接受为别名，以兼容旧版本的 liboqs。

密钥封装机制 (KEMs)

算法	NIST 级别	公钥	密文	共享密钥
ML-KEM-512	1	800 B	768 B	32 B
ML-KEM-768	3	1,184 B	1,088 B	32 B
ML-KEM-1024	5	1,568 B	1,568 B	32 B
FrodoKEM-640	1	9,616 B	9,720 B	16 B
HQC-128	1	2,249 B	4,481 B	64 B

数字签名

算法	NIST 级别	公钥	签名	备注
ML-DSA-44	2	1,312 B	2,420 B	平衡
ML-DSA-65	3	1,952 B	3,309 B	推荐
ML-DSA-87	5	2,592 B	4,627 B	高安全性
Falcon-512	1	897 B	653 B	最小签名
Falcon-1024	5	1,793

This server cannot be deployed

One endpoint for every MCP toolRayrun runs every MCP server behind one URL and holds the credentials. Each call is decided per client, tool, and argument, then recorded.ray.runAd

Maintenance

ActivityInactive

ResponsivenessNo issues

Resources

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Need Help?

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后量子密码学 MCP 服务器

为什么需要后量子密码学？

功能特性

快速入门

先决条件

安装

1. 安装 liboqs

2. 克隆并安装

3. 配置 Claude Code / Claude Desktop

可用工具

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pqc_generate_keypair

pqc_encapsulate

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