Các giải thuật không đối xứng giải quyết vấn đề chính xảy ra đối với các hệ thống khóa đối xứng. Năm 1975, Whitfield Diffie và Martin Hellman đã phát triển một giải pháp hai khóa liên quan với nhau, một sử dụng khóa công khai (public key) và một được sử dụng khóa riêng (private key). Khóa công khai được phân phối rộng rãi trên các đường truyền kém an ninh. Khóa riêng không bao giờ được truyền trên mạng và nó chỉ được sử dụng bởi phía đối tác cần giải mật mã số liệu. Hai khóa này liên hệ với nhau một cách phức tạp bằng cách sử dụng rất nhiều số nguyên tố và các hàm một chiều. Kỹ thuật này dẫn đến không thể tính toán được khóa riêng dựa trên khóa công khai. Khóa càng dài thì càng khó phá vỡ hệ thống. Các hệ thống khóa 64 bít như DES, có thể bị tấn công dễ dàng bằng cách tìm từng tổ hợp khóa đơn cho đến khi tìm được khóa đúng. Các hệ thống khóa 128 byte phổ biến hơn (ví dụ ECC đã được chứng nhận là không thể bị tấn công bằng cách thức trên).
Khóa riêng và khóa công khai được tạo lập bởi một giải thuật (giải thuật thông dụng là RSA - giải thuật mật mã của 3 đồng tác giả Ron Rivest, Adi Shamir và Leonard Adelman). Người sử dụng giữ khóa riêng của mình và đưa ra khóa công khai cho mọi người, khóa riêng không được chia sẻ cho một người nào khác hoặc được truyền trên mạng. Có thể sử dụng khóa công khai để mật mã hóa số liệu nhưng nếu không biết khóa riêng thì không thể giải mật mã số liệu được. Sở dĩ như vậy vì các phép toán được sử dụng trong kiểu mật mã này không đối xứng. Nếu User A muốn gửi số liệu được bảo vệ đến User B, User A sử dụng khóa công khai của User B để mật mã hóa số liệu và yên tâm rằng chỉ có User B mới có thể giải mật mã và đọc được số liệu này.
Các kỹ thuật mật mã khóa riêng và khóa công khai là các công cụ chính để giải quyết các vấn đề an ninh. Tuy nhiên, chúng không phải là các giải pháp đầy đủ, cần nhận thực để chứng minh rằng nhận dạng là của những người sử dụng chân thật.
Khóa bất đói xứng sử dụng một cặp khóa là khóa công cộng và khóa riêng. Trong mỗi quá trình truyền thông tin sử dụng mật mã bất đối xứng chúng cần một cặp khóa duy nhất, nó tạo ra khả năng có thể sử dụng linh hoạt và phát triển trong tương lai hơn là giải pháp mật mã đối xứng. Người dùng cần giữ khóa riêng và đảm bảo tính bảo mật và nó không được truyền trên mạng. Khóa công khai được cung cấp miễn phí và được công khai cho mọi người.
Mật mã bất đối xứng hoạt động chậm hơn phương thức mật mã đối xứng, nó không mã hóa một khối lượng dữ liệu lớn. Nó thường được sử dụng để bảo mật quá trình truyền Khóa của mật mã đối xứng, nó cung cấp bảo mật cho quá trình truyền thông tin bằng các dịch vụ: Nhận thực, toàn vẹn, bảo mật và cấm từ chối.
Phương thức mật mã bất đối xứng sử dụng: - Rivest Shamir Adleman (RSA)
- Diffie-Hellman
- Mã sửa lỗi Error Correcting Code (ECC) - El Gamal