Šifriranje z asimetričnim ključem je proces preoblikovanja besedila, da se prikrije njegov pomen z uporabo skupnega javnega ključa. Besedilo je mogoče dešifrirati samo s skrivnim zasebnim ključem, ki je drugačen od javnega ključa, vendar je matematično povezan z njim. Načela uporabe asimetričnega šifriranja ključev so simetrične izmenjave ključev, preverjanje pristnosti na podlagi potrdil in digitalni podpisi.
Prednost asimetričnega šifriranja pred simetričnim ključem, pri katerem se isti ključ uporablja za šifriranje in dešifriranje sporočila, je v tem, da se lahko varna sporočila pošiljata med dvema strankama prek nezaščitenega komunikacijskega kanala, ne da bi na začetku delili tajne podatke. Pomanjkljivosti so, da sta šifriranje in dešifriranje počasno, šifrirano besedilo pa bi lahko vdrl kriptograf, če ima dovolj računalniškega časa in moči.
Kriptografija z asimetričnim ključem ali kriptografija z javnim ključem je revolucionirala kriptologijo. Martin Hellman in Whitfield Diffie, ki sta bila objavljena leta 1976, opisujeta kriptografski sistem z dvema ključem, kjer se en ključ uporablja za šifriranje, drugi, vendar sorodni drugi ključ pa se uporablja za dešifriranje. To je od takrat postalo temeljni del zaščite komunikacije prek interneta. Šifriranje z asimetričnim ključem je osnova za orodja, kot so Pretty Good Privacy Program (PGP), Secure Sockets Layer Protocol (SSL) in Transport Layer Security Protocol (TLS).
Zaupnost sporočila in pristnost pošiljatelja je mogoče zagotoviti z uporabo asimetričnega šifriranja s ključem. Predstavljajte si, da bi Alice želela Bobu posredovati zaupne informacije. Bob ima objavljen javni ključ, ki ga je dal na voljo Alice po nezavarovanih kanalih. Alice uporablja kriptografski algoritem in Bobov javni ključ, da spremeni svoje navadno besedilno sporočilo v šifrirano besedilo, kar zagotavlja zaupnost njenega sporočila. Samo Bob lahko dešifrira njeno sporočilo z uporabo komplementarnega algoritma in njegovega zasebnega ključa. Bob lahko nato odgovori s sporočilom, šifriranim z njegovim zasebnim ključem, in Alice je lahko prepričana, da je sporočilo pristno, če ga njen javni ključ lahko dešifrira.
Moč šifriranja asimetričnega ključa je povezana z dolžino ključev in težavnostjo matematike, ki povezuje oba ključa. Ron Rivest, Adi Shamir in Leonard Adleman so leta 1978 razvili algoritem RSA, ki je danes najpogostejši algoritem. Javni in zasebni ključ si delita modul produkta dveh velikih ločenih praštevil. Da bi zagotovili varnost šifriranja sporočil, je bilo treba dolžine ključev povečati. To je odgovor na povečanje računalniške moči hekerjev, ki bi lahko zlomili šibkejše kode z izračuni surove sile. Zaradi zapletenosti algoritmov je šifriranje asimetričnega ključa zelo počasno in je najbolj primerno za manjša sporočila, kot je souporaba ključev seje, ki se uporabljajo v digitalnih podpisih.