Ασύμμετρη κρυπτογραφία (δημόσιο κλειδί / ιδιωτικό κλειδί)

Η ασύμμετρη κρυπτογραφία βασίζεται σε ένα ζεύγος μαθηματικά συσχετισμένων κλειδιών: το ιδιωτικό κλειδί (μυστικό, διατηρούμενο σε HSM ή QSCD) και το δημόσιο κλειδί (διανεμημένο ελεύθερα σε ένα πιστοποιητικό). Για να υπογράψει ένα έγγραφο, ο υπογράφων υπολογίζει το αποτύπωμα του εγγράφου και το κρυπτογραφεί με το ιδιωτικό του κλειδί. Οποιοσδήποτε μπορεί να επαληθεύσει την υπογραφή αποκρυπτογραφώντας αυτό το αποτύπωμα με το δημόσιο κλειδί και συγκρίνοντάς το με το hash του αρχικού εγγράφου. Οι κύριοι αλγόριθμοι είναι RSA (κλειδιά 2048–4096 bits) και ECC (καμπύλες P-256, P-384). Το RSA 2048 bits συνιστάται μέχρι το 2030 από το NIST. Το ECC P-256 προσφέρει ισοδύναμο επίπεδο ασφάλειας με κλειδιά 10× μικρότερα (απόδοση κέρδους HSM). Η αντίσταση στους κβαντικούς υπολογιστές εξασφαλίζεται από τους μετα-κβαντικούς αλγόριθμους CRYSTALS-Dilithium και CRYSTALS-Kyber, οι οποίοι βρίσκονται υπό τυποποίηση NIST.