在预付费电能表中，购电介质有多种，IC卡是使用最为普遍的一种，它是IC卡预付费电能表的关键部件。由于电能表安装在用户处，IC卡购电由用户自行操作和完成，卡口本身是不能封闭的，这样就为破译卡或破坏卡口创造了条件。在预付费电表中，IC卡的安全性设计以及卡口的防攻击能力是非常重要的。
IC卡是集成电路卡（Intergrated Circuit Card）的简称，它将集成电路镶在塑料卡片上，与磁卡比较，它有接口电路简单、保密性好、不易损坏、存储容量大，寿命长的特点。IC卡中的芯片有以下三种。
（1）存储卡memory card：采用电可擦除的可编程只读存储器（EEPROM）为核心器件，可以多次重复使用的IC卡。
（2）逻辑加密卡smart card with security logic：采用电可擦除的可编程只读存储器和密码控制逻辑单元为核心器件，能多次重复使用的IC卡。
（3）智能卡（CPU卡）smart card：配置有容量大、类型不同的存储器和逻辑控制电路以及微处理器，能多次使用的IC卡。
对上述三种卡的性能比较，见表5.1。
以下，对各种卡的构成特点及使用特点作一简单介绍。
表5.1 三种IC卡的性能比较
续表
存储卡，见表5.2。
表5.2 ATMEL公司的AT24C04存储卡
加密卡。加密卡由电可擦除存储单元和密码控制逻辑单元所构成，对于存储区数据的读写受到逻辑单元的控制不能任意进行，必须先核对密码后才可以操作，否则卡将被锁死。这样可以大大提高卡的安全保密性能。
例：SIEMENS公司的SLE4442加密卡，见表5.3。(www.xing528.com)
表5.3 SIEMENS公司的SLE4442加密卡
在SLE4442中，分主存储区、保护存储区、加密存储区三部分，其中主存储区数据可以任意读写；保护存储区数据可以任意读出，但改写需要先送 “检验字”，芯片将检验字与存在加密存储区的密码比较，当检验结果一致时，控制逻辑打开存储器，可以进行写入。检验字比较次数限定4次，如果连续4次检验出错，芯片将锁死，整个芯片只能读出。不能再使用；加密存储区为存放密码和比较计数值的区域，此区域在校验字未比较成功前不能读写。
CPU卡。在卡上集成了存储器及微处理器，由于有了微处理器，可以进行各种较为复杂的运算，而且从总线上直接进行检验字比较变为间接的卡的认证和识别，这样就排除了从总线上破译密码的可能，安全性能大大提高，目前CPU卡已在金融卡中广泛使用。IEC7816国际标准中对CPU卡的结构、数据接口进行了规定。
CPU卡的认证及数据传输过程比较复杂，在这里简述如下。
PSAM卡：首先由卡的发行部门制作一个CPU卡 （将来卡的认证主密钥及数据加解密主密钥就放在内），并且交由表的生产厂家将其置入表内，这一过程非常安全，表厂也无法破译此密钥。
卡片认证终端：卡片产生一随机数，并用其内部存储的卡片认证密钥与随机数作加密运算，得到卡片认证密码。
（1）卡片将随机数传给表计，表计将随机数发给PSAM 卡，PSAM 卡用其内部存有的终端认证密钥与该随机数一起，做同样的加密运算得到终端认证密码，传给表计。
（2）表计将其PSAM卡的认证密码递交给卡片，由卡片比较。如相同，则卡片认为该终端是合法的终端，并可继续执行终端发出的交易指令。否则，拒绝执行。
终端认证卡片：
（1）由表计产生一个随机数，并将其递交给卡片。卡片使用其内部存储的卡片认证密钥与该随机数做加密运算，得到卡片的认证密码。
（2）表计读取卡片的认证密码，并与PSAM 产生的认证密码进行比较，以比较结果来确认卡片是否合法。
由此可见，要确保认证合法成功，则终端保存的认证密钥和卡片的认证密钥必须一致。
购电交易（将卡中的购电量读入）：购电交易是指表计从卡中读取交易金额。在一般的应用中，此交易必须在相互认证成功后才可进行。在交易实施过程中，必须用到专门的交易密钥进行运算确认。对于不同的应用或是卡片，交易细节的实现是不同的，或是应用交易密钥计算做进一步的卡片—终端认证，或是利用交易密钥做安全信息传送。
由以上智能卡安全机制的实现过程可见，密钥起着关键的作用，而且存储于PSAM的密钥与卡片中对应的密钥一致。
PSAM、CPU卡中的各种密钥是由主密钥分散生成的，此主密钥再与卡的身份码运算生成各种认证和交易密码。在银行智能卡应用中，如何管理主密钥是一个相当敏感而重大的课题。目前已有非常完善的系统解决方案。
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