Kriptografija s javnim ključem je široko prihvaćen kriptografski sustav koji se koristi za šifriranje podataka. Za razliku od simetrične kriptografije, koja koristi jedan ključ, ovaj tip sustava smatra se asimetričnim jer se oslanja na par ključeva. Kriptografiju s javnim ključem izvorno su uveli 1970-ih kriptografi Whitfield Diffie i Martin Hellman. Takvi se kriptografski sustavi često nazivaju Diffie-Hellmanovo šifriranje kao način odavanja počasti izumiteljima.
Kao što je spomenuto, kriptografija s javnim ključem koristi dva ključa: jedan javni i jedan privatni. Oba ključa igraju ulogu u šifriranju poruke radi zaštite podataka koje sadrži i dešifriranju poruke kako bi se mogla pročitati. U ovom sustavu javni ključ se može slobodno dijeliti i distribuirati. Privatni ključ, međutim, treba čuvati u tajnosti i trebao bi mu pristupiti samo onaj tko je vlasnik ključa. Kako bi se osigurao dodatni sloj sigurnosti, privatni ključ je zaštićen šifriranom šifrom, koja je u biti jača verzija lozinke koju je kreirao vlasnik ključa.
I javni i privatni ključ povezani su s matematičkog aspekta. Unatoč ovom odnosu, matematički je nemoguće da se privatni ključ izvede iz javnog ključa. To je zato što služe dvije vrlo različite svrhe. Javni ključ je dizajniran za šifriranje početne poruke, dok je svrha privatnog ključa da je dešifrira. Svaka poruka šifrirana javnim ključem može se vidjeti samo nakon što je dešifrirana odgovarajućim privatnim ključem.
Kako funkcionira kriptografija s javnim ključem može se ispitati korištenjem komunikacije između Johna i Jane kao primjera. John generira par ključeva i šalje javni ključ Jane, koja koristi ključ za šifriranje poruke tako da je samo John može pročitati. Kada primi poruku od Jane, John koristi svoj tajni ključ kako bi je dešifrirao i pročitao. Budući da je John stvorio par ključeva, on je vlasnik privatnog ključa i stoga jedina osoba koja može dešifrirati i pročitati poruku.
Svatko tko želi koristiti kriptografiju javnog ključa za zaštitu komunikacija može to jednostavno učiniti putem e-pošte. Na primjer, ako John želi zadržati komunikaciju između njega i Jane privatnom, poruci bi jednostavno mogao priložiti javni ključ koji joj je potreban za šifriranje. Budući da se ključ može podijeliti s bilo kim, slanje putem e-pošte ne predstavlja sigurnosni rizik. Jedan uobičajen primjer aplikacija koje koriste ovaj sustav je popularni softver za šifriranje poznat kao Pretty Good Privacy® (PGP®).