بما أن خوارزميات المفتاح العام، مثل RSA-OAEP، أقل كفاءة من نظيراتها المتماثلة، فإنها غير مستخدمة بكثرة في تشفير البيانات مباشرةً. ولكنها تؤدي دورًا مهمًا في منظومة التشفير حيث توفر وسيلة لتبادل المفاتيح.
يجب أن تتشارك الأطراف في مفتاح لاستخدام التشفير المتماثل. وعلى الرغم من إمكانية إرسال هذا المفتاح عبر قناة مشفرة قائمة، فلن نحتاج إلى مفتاح جديد إذا كانت لدينا بالفعل قناة آمنة. بدلاً من ذلك، نحل مشكلة تبادل المفاتيح باستخدام تشفير المفتاح العام.
وفيما يلي طريقتان شائعتان لتبادل المفاتيح المتماثلة.
التشفير غير المتماثل. يُنشِئ أحد الأطراف مفتاحًا متماثلاً، ثم يشفر المفتاح باستخدام خوارزمية مثل RSA-OAEP، على مفتاح عام لطرف آخر. ويستطيع المستلم فك تشفير المعلومات المُشفرة باستخدام مفتاحه الخاص لاستعادة المفتاح المتماثل.
تبادل المفاتيح لديفي وهيلمان - (DH). خوارزمية ديفي وهيلمان هي نوع مختلف من خوارزمية تشفير المفتاح العام المصممة خصيصًا لمساعدة الأطراف على الاتفاق على مفتاح متماثل في حالة عدم وجود قناة آمنة. وتستند خوارزمية ديفي وهيلمان إلى مسألة رياضية مختلفة عن دالة RSA، وهي أقل مرونة من RSA. إلا أنه يحتوي على بُنى أكثر كفاءة، وهو ما يجعله الخيار الذي يفضله الأشخاص في بعض حالات الاستخدام.
يُعرف هذا المزيج من تشفير المفتاح العام لتبادل المفاتيح والتشفير المتماثل لتشفير البيانات المجمعة باسم التشفير المختلط.
ويستخدم التشفير المختلط الخصائص الفريدة لتشفير المفتاح العام في تبادل المعلومات السرية عبر قناة غير موثوق بها بكفاءة التشفير المتماثل. وهذا يحقق حلاً عمليًا شاملاً لخصوصية البيانات.
يُستخدم التشفير المختلط كثيرًا في بروتوكولات نقل البيانات للويب، كما هو الحال في أمن طبقة النقل (TLS). عند اتصالك بموقع إلكتروني يستخدم HTTPS (HTTP الآمن باستخدام TLS)، سيتفاوض متصفحك مع خوارزميات التشفير التي تؤمن اتصالك. وتشمل خوارزميات التشفير هذه خوارزميات تبادل المفاتيح والتشفير المتماثل والتوقيعات الرقمية.