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Diffie-Hellman鍵交換方式を利用すれば、秘密鍵をやり取りする必要がないため、秘密鍵暗号方式と比べてネットワーク上の盗聴などに強いという特徴がある。
その反面、通信経路上で暗号を解読する「中間者攻撃」の手法には強くないとされる。
そのためDiffie-Hellman鍵交換は別の暗号化アルゴリズムと組み合わせて用いられることが多い。
Diffie-Hellman鍵交換を採用した代表的な公開鍵暗号としては、RSAやエルガマル法を挙げることができる。

このプロトコルは、通信を行いたい2者が各々公開鍵と秘密鍵 (私有鍵ともいう) を用意し、公開鍵のみを公開する。そして、お互いに秘密の値から作成されるデータを相手に送信し、各自、自分の秘密鍵と受信したデータから共通鍵を作成できる方法である。第三者が送受信されるデータを盗聴しても鍵を生成することができない所に特徴がある。