۱. رمزگذاری: پیام‌ها می‌توانند با استفاده از کلید عمومی فرستنده رمزگذاری شوند و تنها با کلید خصوصی فرستنده قابل رمزگشایی هستند. 2. امضای دیجیتال: فرستنده می‌تواند پیام را با کلید خصوصی خود امضا کند تا گیرنده با استفاده از کلید عمومی او صحت پیام و هویت فرستنده را تأیید کند. 3. عدم انکار: به این معنی که فرستنده نمی‌تواند بعداً ادعا کند که پیامی را ارسال نکرده است. پروتکل‌های رمزنگاری کلید عمومی پروتکل دیفی-هلمن (Diffie-Hellman): برای تبادل امن کلیدها بین دو طرف استفاده می‌شود. RSA: یک الگوریتم معروف برای رمزگذاری و امضای دیجیتال است. PGP و GPG: برای رمزگذاری ایمیل‌ها و فایل‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. نقاط ضعف و چالش‌ها حملات نیروی بی‌رحم (Brute-force): اگر طول کلیدها کافی نباشد، الگوریتم‌ها می‌توانند به حملات نیروی بی‌رحم آسیب‌پذیر شوند. حملات «شخص ثالث» (Man-in-the-middle): مهاجم ممکن است با تغییر کلیدهای عمومی ارتباطات را رهگیری و تغییر دهد. مدیریت کلیدها: زمانی که کلید خصوصی فاش شود، باید اقدامات امنیتی انجام شود که شامل ابطال گواهی و ایجاد کلیدهای جدید است. زیرساخت کلید عمومی (PKI) این سیستم به مدیریت گواهی‌ها و کلیدهای عمومی و خصوصی کمک می‌کند و معمولاً توسط مراجع صدور گواهی (Certificate Authorities) انجام می‌شود. در این سیستم، کاربران و سرویس‌ها باید به یک مرجع معتبر برای تأیید صحت کلیدهای عمومی اعتماد کنند. در نهایت، با وجود چالش‌های امنیتی موجود، رمزنگاری کلید عمومی همچنان بخش مهمی از امنیت سایبری در دنیای مدرن است و در بسیاری از پروتکل‌ها و کاربردها مانند TLS، HTTPS و امضای دیجیتال استفاده می‌شود.