Mã hóa bất đối xứng là loại mã hóa cần hai khóa riêng biệt nhưng có liên quan toán học để mã hóa và giải mã thông tin. Khóa công khai mã hóa dữ liệu trong khi khóa riêng tương ứng giải mã nó.
Xác thực khóa bất đối xứng là phương pháp mật mã học dùng khóa xác thực khác nhau trong CAD so với khóa chứng minh được thẻ thông minh dùng. Phương pháp này thường được triển khai bằng hàm bẫy một chiều, trong đó thẻ thông minh tạo chữ ký điện tử với khóa bí mật của nó và CAD cần khóa công khai để xác thực chữ ký.
Hệ thống mật mã khóa công khai Rivest-Shamir-Adelman (RSA) là phương pháp xác thực khóa bất đối xứng được triển khai phổ biến nhất. Nó đặt an ninh của thuật toán vào độ phức tạp của việc phân tích thừa số nguyên tố lớn.
Xác thực dùng khóa bất đối xứng với hàm bẫy được định nghĩa trong các bước sau:
- CAD truyền số ngẫu nhiên (X) đến thẻ thông minh.
- Thẻ thông minh truyền từ định danh (I) và số ngẫu nhiên được mã hóa (Y) với khóa bí mật (k) trong thẻ. Nó cũng cung cấp khóa công khai (n) của mình như chứng chỉ được tạo với n và I. Chứng chỉ cung cấp cách cho CAD kiểm tra tính hợp lệ của khóa công khai.
- CAD kiểm tra phản hồi thẻ bằng cách giải mã Y (X') và so sánh với số ngẫu nhiên ban đầu.
Triển khai RSA cần cấu trúc lũy thừa để tính chữ ký điện tử, bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM) lớn tương đối để lưu giá trị trung gian, bộ nhớ chương trình lớn hơn cho nhiều lệnh hơn cần thiết bởi thuật toán, và nhiều thời gian tính toán hơn.
Hiện tại, thẻ đã triển khai mật mã khóa bất đối xứng được bán với giá cao hơn thẻ mục đích chung, nhưng cũng có thể tính chữ ký điện tử cho tài liệu.
Tiêu chuẩn Chữ ký Số (DSS) do Viện Tiêu chuẩn và Kiểm tra Quốc gia (NIST) phát triển có thể dùng cho xác thực thẻ thông minh. Phương pháp này được phát triển để tạo chữ ký tài liệu cho Chính phủ Mỹ và có thể là lựa chọn ưu tiên cho xác thực ứng dụng chính phủ. Sức mạnh nằm ở độ phức tạp tính logarit rời rạc. Có ưu điểm: một số giá trị trung gian cho xác thực có thể "đánh giá trước" để giảm thời gian xác thực.
Cốt lõi của hệ thống khóa công khai, đặc biệt dùng cho mục đích xác thực, là phân phối khóa. Chứng chỉ cho phép thẻ thông minh cung cấp khóa xác thực cho CAD. Chứng chỉ được tạo khi thẻ được khởi tạo dùng khóa bí mật toàn hệ thống. CAD được nạp khóa xác thực toàn hệ thống để xác thực chứng chỉ từ thẻ. Khi thẻ dùng chứng chỉ, CAD phân tích chứng chỉ thành khóa xác thực của thẻ và số nhận diện thẻ. Số nhận diện dùng làm giá trị kiểm tra để đảm bảo tính xác thực của khóa công khai.