تعریف حریم خصوصی که تا اینجا ارائه دادیم برای سیستم‌های رمزنگاری متقارن بود که در آن آلیس و باب کلید مشترک K را هم برای رمزکردن و هم برای از رمز خارج کردن یک پیام با هم به اشتراک می‌گذارند. در سیستم‌های رمزنگاری با کلید عمومی (سیستم‌های نامتقارن) کلیدهای متفاوتی برای رمزکردن و از رمز خارج کردن استفاده می‌شود. در حالت کلی یک طرف مکاتبه یک جفت کلید دارد که شامل کلید عمومی pk و کلید خصوصی sk است. از کلید عمومی برای رمز کردن استفاده می‌شود و از کلید خصوصی برای از رمز خارج کردن پیام‌ها استفاده می‌شود.
همانطور که در شکل۳ نشان داده شده است زمانیکه آلیس بخواهد پیام M را برای باب بفرستد این پیام را با کلید عمومی باب رمز می‌کند و متن رمز شده C=E(pkBob, M) را برای باب می‌فرستد. سپس باب با کمک کلید خصوصی خودش C را از حالت رمز خارج می‌کند و پیام M=D(skBob, C) را به‌دست می‌آورد. مزیت رمزنگاری با کلید عمومی در این است که دو نفر می‌توانند با هم یک مکاتبه امن داشته باشند بدون اینکه قبلاً یکدیگر را ملاقات کرده باشند. ایده اولیه رمزنگاری با کلید عمومی برای اولین بار در سال ۱۹۷۶ توسط دفی و هلمن بیان شد.
