Diffie-Hellman-nyckelutbyte är den praktiska processen där Diffie-Hellman-metoden används för att skapa en gemensam krypteringsnyckel mellan två parter.

Under nyckelutbytet skickar både klient och server öppna värden till varandra, som tillsammans med deras egna hemliga värden används för att beräkna samma slutliga nyckel.

Trots att information skickas öppet kan en utomstående inte återskapa nyckeln utan tillgång till de hemliga värdena. Nyckelutbytet är ett kritiskt steg i säkra protokoll som TLS, eftersom det möjliggör krypterad kommunikation även över öppna och osäkra nätverk som internet.