Asümmeetrilise võtmega krüpteerimine on teksti muutmise protsess, et varjata selle tähendust jagatud avaliku võtme abil. Teksti saab dešifreerida ainult salajase privaatvõtmega, mis erineb avalikust võtmest, kuid on sellega matemaatiliselt seotud. Asümmeetrilise võtmega krüptimise põhimõte on sümmeetriline võtmevahetus, sertifikaadipõhine autentimine ja digitaalallkirjad.
Asümmeetrilise võtme eelis krüptimise ees, kus sama võtit kasutatakse sõnumi krüptimiseks ja dekrüpteerimiseks, seisneb selles, et kahe osapoole vahel saab saata turvalisi sõnumeid mitteturvalise sidekanali kaudu ilma algselt salajast teavet jagamata. Puuduseks on see, et krüptimine ja dekrüpteerimine on aeglane ning krüptograaf võib šifreeritud teksti häkkida, kui tal on piisavalt aega ja võimsust.
Asümmeetrilise võtmega krüptograafia ehk avaliku võtmega krüptograafia on krüptoloogias revolutsiooniliselt muutnud. 1976. aastal avaldatud Martin Hellman ja Whitfield Diffie kirjeldavad kahe võtmega krüptograafilist süsteemi, kus krüptimiseks kasutatakse ühte võtit ja dekrüpteerimiseks teist, kuid seotud teist võtit. Sellest ajast on saanud Interneti kaudu suhtlemise turvamise oluline osa. Asümmeetrilise võtmega krüptimine on aluseks sellistele tööriistadele nagu Pretty Good Privacy Program (PGP), Secure Sockets Layer protokoll (SSL) ja Transport Layer Security protokoll (TLS).
Asümmeetrilise võtmega krüptimise abil saab tagada nii sõnumi konfidentsiaalsuse kui ka saatja autentsuse. Kujutage ette, et Alice soovib Bobile konfidentsiaalset teavet edastada. Bobil on avaldatud avalik võti, mille ta on Alice’ile turvamata kanaleid kasutades kättesaadavaks teinud. Alice kasutab krüptoalgoritmi ja Bobi avalikku võtit, et muuta oma lihttekst šifreeritud tekstiks, tagades tema sõnumi konfidentsiaalsuse. Ainult Bob saab tema sõnumit täiendava algoritmi ja oma privaatvõtme abil dešifreerida. Bob võib seejärel vastata tema privaatvõtmega krüpteeritud sõnumiga ja Alice võib olla kindel, et sõnum on autentne, kui tema avalik võti suudab selle dešifreerida.
Asümmeetrilise võtme krüptimise tugevus on seotud võtmete pikkuse ja kahe võtme ühendamise matemaatika keerukusega. Ron Rivest, Adi Shamir ja Leonard Adleman töötasid 1978. aastal välja RSA-algoritmi, mis on tänapäeval kõige levinum kasutatav algoritm. Avalikel ja privaatvõtmetel on kahe suure erineva algarvu korrutise moodul. Sõnumite krüptimise turvalisuse tagamiseks on võtmete pikkusi tulnud suurendada. See on vastuseks häkkerite arvutusvõimsuse suurenemisele, kes suudavad toore jõu arvutuste abil nõrgemaid koode murda. Algoritmide keerukus muudab asümmeetrilise võtmega krüptimise väga aeglaseks ja sobib kõige paremini väiksemate sõnumite jaoks, näiteks digitaalallkirjades kasutatavate seansivõtmete jagamiseks.