המונח הצפנת מפתח ציבורי מתייחס לשיטות קריפטוגרפיות שהדגש בהן הוא שימוש במפתח הצפנה לא סודי. הענפים העיקריים במפתח ציבורי הם:
- הצפנת מסרים - מסר המוצפן באמצעות המפתח הציבורי של המקבל, לא ניתן לפענוח על ידי איש מלבד המקבל המחזיק בידיו את המפתח הפרטי המתאים. במקרה זה הצפנת מפתח ציבורי מספקת סודיות או חשאיות.
- חתימה דיגיטלית - מסר שנחתם באמצעות המפתח הפרטי של השולח, ניתן לאימות על ידי כל מי שיש לו גישה למפתח הציבורי של השולח. באמצעותו ניתן להוכיח מי הוא מקור המסמך. במקרה זה ההצפנה מספקת זיהוי.
- אימות מסרים - מסר המאומת על ידי השולח שמייצר תג אימות מתאים ושולח אותו יחד עם המסר איתו המקבל יכול לוודא שלא בוצעו במסמך שינויים זדוניים בידי גורם זר ללא ידיעתו. במקרה זה הצפנת מפתח ציבורי מספקת אימות.
- שיתוף מפתחות - בפרוטוקול שיתוף מפתח השולח והמקבל מחליפים ביניהם מידע כלשהו, כך שבתום חילופי המסרים המשתתפים חולקים ביניהם מידע סודי, כך שאיש לא יודע מהו.