Kriptografija z javnim ključem je široko razširjen kriptografski sistem, ki se uporablja za šifriranje podatkov. Za razliko od simetrične kriptografije, ki uporablja en sam ključ, se ta tip sistema šteje za asimetričnega, ker se zanaša na par ključev. Kriptografijo z javnim ključem sta prvotno uvedla v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja kriptografa Whitfield Diffie in Martin Hellman. Takšni kriptografski sistemi se pogosto imenujejo Diffie-Hellmanovo šifriranje kot način izkazovanja spoštovanja izumiteljem.
Kot že omenjeno, kriptografija z javnim ključem uporablja dva ključa: enega javnega in enega zasebnega. Oba ključa igrata vlogo pri šifriranju sporočila za zaščito podatkov, ki jih vsebuje, in pri dešifriranju sporočila, da ga je mogoče prebrati. V tem sistemu je javni ključ mogoče prosto deliti in distribuirati. Zasebni ključ pa je treba hraniti v tajnosti in do njega lahko dostopa le tisti, ki je lastnik ključa. Za zagotavljanje dodatne ravni varnosti je zasebni ključ zaščiten s šifriranim geslom, ki je v bistvu močnejša različica gesla, ki ga je ustvaril lastnik ključa.
Tako javni kot zasebni ključ sta povezana z matematičnega vidika. Kljub tej povezavi je matematično nemogoče, da bi zasebni ključ izhajal iz javnega ključa. To je zato, ker služijo dvema zelo različnima namenoma. Javni ključ je zasnovan za šifriranje začetnega sporočila, medtem ko je namen zasebnega ključa njegovo dešifriranje. Vsako sporočilo, šifrirano z javnim ključem, si lahko ogledate šele, ko ga dešifrira ustrezni zasebni ključ.
Kako deluje kriptografija z javnim ključem, je mogoče preučiti na primeru komunikacije med Johnom in Jane. John ustvari par ključev in pošlje javni ključ Jane, ki s ključem šifrira sporočilo, tako da ga lahko prebere samo John. Ko prejme sporočilo od Jane, John uporabi svoj skrivni ključ, da ga dešifrira in prebere. Ker je John ustvaril par ključev, je lastnik zasebnega ključa in zato edina oseba, ki lahko dešifrira in prebere sporočilo.
Vsakdo, ki želi uporabiti kriptografijo z javnim ključem za zaščito komunikacij, lahko to enostavno stori po e-pošti. Če na primer John želi ohraniti zasebnost komunikacije med njim in Jane, bi lahko sporočilu preprosto priložil javni ključ, ki ga potrebuje za šifriranje. Ker je ključ mogoče deliti s komer koli, pošiljanje po e-pošti ni varnostno tveganje. Eden pogostih primerov aplikacij, ki uporabljajo ta sistem, je priljubljena programska oprema za šifriranje, znana kot Pretty Good Privacy® (PGP®).