DH法とRSA方式は、どちらも解を求めるのが難しいと考えられる数学的問題、具体的には桁数の大きな数の素因数分解が難しい、といった問題を安全性の根拠としている。鍵の長さは一般的に1024bit、2048bitなどが採用される。

　2つの鍵交換方式はどちらも数学者や暗号学者が精査したものであるため、実装に問題がない限りは安全性においてどちらかが大幅に劣ることはない。それぞれに存在する脆弱（ぜいじゃく）性は以下の通りだ。

　DH法は送信者と受信者が正当かどうかを精査しない。その性質上、攻撃者がデータの送信者と受信者の間に割り込む「中間者攻撃」を受けやすい。中間者攻撃で攻撃者は、正当な送信者あるいは受信者になりすまし、鍵を作成して通信を偽装する。これによって攻撃者は2者がやりとりする通信内容を復号できるようになる。中間者攻撃を防ぐには送信者と受信者が相互に認証する手段が必要だ。これには「Digital Signature Algorithm」（DSA）などのデジタル署名の手法が利用できる。

　RSA方式の脆弱性は複数見つかっているが、その多くはアルゴリズム自体ではなく、実装方法に起因する。例えば2017年に見つかった「Return of Coppersmith's Attack」（ROCA）という脆弱性を悪用した攻撃は、特定メーカーのプロセッサに存在するプログラムコードと、鍵生成の実装方法が原因だった。同じく2017年に見つかった攻撃「Return of Bleichenbacher's Oracle Threat」（ROBOT）は、1998年に発見された通信プロトコル「TLS」（Transport Layer Security）の脆弱性「Bleichenbacher」を悪用したものだ。ROBOTは、暗号鍵に関する標準仕様を定めた規格群「Public Key Cryptography Standards」（PKCS）のうち、古いバージョンに従って実装されたTLSサーバに起因していた。どちらの攻撃も、鍵交換アルゴリズムを適切かつ最新の状態で使っていれば防げていた可能性がある。

　暗号化によく使われる鍵の長さは、つい最近まで十分安全だと考えられていた1024bitだ。だが米国立標準技術研究所（NIST）は2048bit以上の長さを持つ鍵を推奨している。ただしネットワークセキュリティベンダーRSA Security（2006年にEMCが買収し、2016年にEMCをDell Technologiesが買収）によれば、鍵の長さとして2048bitが安全なのは2030年までで、2030年以降に安全な鍵にするには3072bitが必要になるという。

　「秘密鍵と暗号化通信の両方が漏えいしても通信内容を保護する」という性質「前方秘匿性」（Perfect Forward Secrecy：PFS）が、RSA方式では保証されないがDH法では保証できるという点にも注意すべきだ。PFSはセッション（通信の開始から終わりまでの単位）ごとに一意なセッション鍵を作成することで実現する。つまりあるセッションが傍受されても、過去に発生した、あるいは未来に発生するセッションを含め、他のセッションを安全な状態に保つことができる。