شرح مفصل لمبدأ العمل التقني لخدمة الشحن PnC Plug&Charge -1

1- مرحلة بناء الثقة بين المركبات ومحطات الشحن

التحقق من الهوية:تتحقق محطة الشحن من هويتها عبر شهادة وحدة التحكم في اتصالات معدات التزويد (SECC)، بينما تستخدم المركبة شهادة V2G الجذرية المُثبّتة مسبقًا من المصنع (Trust Anchor) للتحقق المتبادل. ولمنع هجمات تزوير الشهادات، اعتمد النظام بروتوكول حالة الشهادة عبر الإنترنت (OCSP). وفي أحدث معيار ISO15118-20، يُعد التحقق من الإلغاء في الوقت الفعلي إلزاميًا لجميع الشهادات (بما في ذلك شهادات المرجع المصدق الفرعي وشهادات Leaf) لضمان خضوع كل رابط اتصال لمراقبة صارمة للامتثال.

في هذه المرحلة، تتصافح المركبة الكهربائية ومحطة الشحن وفقًا لبروتوكول ISO 15118. بعد إتمام عملية إدخال جهاز الشحن وإنشاء رابط اتصال رقمي، يتفاوض الطرفان لتحديد إصدار تطبيق بروتوكول أمان طبقة النقل (TLS).

• TLS 1.2يُستخدم في معيار ISO 15118-2؛
• عند استخدامISO 15118-20معيار،TLS 1.3تم اعتماده؛

1. تقوم محطة الشحن بتقديم سلسلة شهاداتها إلى السيارة الكهربائية، بما في ذلك شهادة وحدة التحكم في اتصالات معدات الإمداد (SECC) وشهادة هيئة إصدار الشهادات الوسيطة لمشغل الشحن (CPO) (Sub CA)، لإكمال عملية التحقق من هوية السيارة الموثوقة.
2. تستخدم المركبات الكهربائية نقاط ارتكاز موثوقة مثبتة مسبقًا (أي شهادات V2G الجذرية التي تم ضبطها مسبقًا قبل تسليم المركبة للمستخدمين) للتحقق من سلسلة الشهادات الكاملة التي تقدمها محطات الشحن.
3. ستخضع المركبات الكهربائية للتحقق من حالة إلغاء الشهادة: بموجب معيار ISO 15118-2، تم تصميم شهادات SECC بفترة صلاحية قصيرة الأجل (2-3 أشهر)، ويتم التحقق من حالة إلغاء شهادات CPO Sub CA من خلال بروتوكول حالة الشهادة عبر الإنترنت (OCSP)؛ يتطلب معيار ISO 15118-20 أن تخضع جميع الشهادات للتحقق من حالة الإلغاء من خلال OCSP.
4. بعد اجتياز جميع خطوات التحقق، يمكن للمركبة الكهربائية تأكيد هوية محطة الشحن الموثوقة، وسيتم إرسال بيانات الاتصال الكاملة اللاحقة باستخدام طرق مشفرة.

2- مرحلة التفاوض على طريقة التعرف على الهوية

المنطق الحصري المتبادل بين نظام إدارة الهوية الإلكترونية (EIM) ونظام الدفع الإلكتروني (PnC): يمنع البروتوكول منعًا باتًا إجراء "التعرف المزدوج على هوية المستخدمين". إذا تم اكتشاف أن المستخدم قد بدأ التشغيل يدويًا عبر تقنية RFID أو التطبيق (وضع EIM)، فيجب على محطة الشحن إنهاء عملية تفعيل نظام الدفع الإلكتروني (PnC) تلقائيًا لتجنب مخاطر الفواتير المكررة.

يحدد معيار ISO 15118 آليتين للتعرف على هوية جلسة الشحن:

• 1. وسائل التعريف الخارجية (EIM):يشمل ذلك بطاقات تحديد الهوية بترددات الراديو (RFID)، وبطاقات الائتمان، وتطبيقات الهاتف المحمول، ورموز الاستجابة السريعة (QR)، وما إلى ذلك؛
• 2. التوصيل والشحن:آلية مصادقة مؤتمتة بالكامل تعتمد على الشهادات.

القيد الأساسي:لا يجوز لمحطات الشحن التحقق من هوية المستخدمين مرتين. إذا أكمل المستخدم عملية المصادقة عبر وسائل خارجية مثل بطاقة RFID قبل توصيل جهاز الشحن، فيجب على محطة الشحن إيقاف تشغيل خاصية التوصيل والتشغيل؛ وإلا فقد يؤدي ذلك إلى اعتماد المركبة بشكل متكرر من خلال شهادة العقد، مما يُعرّضها لخطر الفوترة المكررة.

3- مرحلة التحقق من هوية المركبة

بعد أن يختار النظام وضع الشحن الفوري، تُرسل المركبة الكهربائية شهادة العقد وشهادة المرجع المصدق الفرعي لمزود خدمة الهاتف المحمول (MSP) إلى محطة الشحن. تُدمج الشهادات المذكورة أعلاه في سلسلة شهادات متكاملة، وتبدأ عملية التحقق من الهوية الأساسية رسميًا. يقوم النظام الخلفي بإجراء فحوصات أمنية متعددة بشكل متزامن لضمان شرعية جلسات الشحن، وصحة حسابات الدفع، ومنع مخاطر تزوير هوية المركبة.

لمنع هجمات إعادة الإرسال (أي اعتراض المتسللين لرسائل التفويض وإعادة إرسالها مرارًا وتكرارًا)، يُنشئ النظام رمز تحدٍّ عشوائيًا بطول 128 بت. يجب على المركبة استخدام مفتاح خاص لتوقيع رمز التحدي، وستُجري محطة الشحن عملية التحقق من التوقيع محليًا على مستوى أجزاء من الثانية باستخدام المفتاح العام لشهادة العقد. يضمن هذا التشفير غير المتماثل تفرد التفويض الفوري وعدم إمكانية إنكاره.

1. التحقق من صحة أكوام الشحن على سلاسل الشهادات

يجب على محطة الشحن أو نظام الواجهة الخلفية لمحطة الشحن إكمال عمليتي التحقق الأساسيتين التاليتين:

• التحقق من الصلاحية:تأكد من أن جميع الشهادات في سلسلة الشهادات ضمن فترة صلاحيتها؛
• التحقق من الأصالة:تحقق من صحة التوقيع الرقمي الكامل من شهادة العقد إلى الشهادة الجذرية.

الشرط الأساسي لتنفيذ التحقق المحلي هو أن محطة الشحن قد قامت مسبقًا بتعيين شهادة الجذر المقابلة - عادةً ما تكون شهادة V2G الجذر CA المقدمة من قبل مشغل PKI، وفي بعض الحالات، شهادة الجذر CA الخاصة بـ MSP (مع نسبة تطبيق منخفضة نسبيًا).

2. التحقق عبر الإنترنت من حالة إلغاء الشهادة

يعتمد جزء من عملية التحقق على التفاعل عبر الإنترنت، ويُعدّ التحقق من حالة إلغاء الشهادة أحد العمليات الأساسية. ستقوم محطة الشحن بإرسال استعلام إلى مُستجيب بروتوكول حالة الشهادة عبر الإنترنت (OCSP) المُحدد مسبقًا في الشهادة للتأكد من عدم إلغاء نوعي الشهادات التاليين:

• شهادة CPO الفرعية CA (تنطبق على كل من معايير ISO 15118-2 و ISO 15118-20)؛
• شهادة العقد (تنطبق فقط على معيار ISO 15118-20)؛

3. التحقق من حالة حساب الفوترة

بعد إتمام عملية الشحن، يُكمل النظام تلقائيًا العملية من تبادل البيانات إلى استلام الأموال: بعد التحقق من صحة الشهادة، سيؤكد مسؤول حماية البيانات حالة صلاحية عقد فوترة المستخدم. سيستخرج النظام مُعرّف مُقدّم الخدمة من مُعرّف حساب شبكة المركبات (EMAID)، وسيربط نظام إدارة نقاط البيع (CPMS) مُقدّم الخدمة المُناسب بهذا المُعرّف للتحقق من أن الحساب ليس مُعلّقًا أو مُلغى.

4. بدأت عملية الشحن

بعد تأكيد هوية السيارة الكهربائية، ستتبع السيارة ومحطة الشحن عملية تبادل الرسائل وفقًا لمعيار ISO 15118، وتتفاوض على معايير الشحن وتوقيته، وتبدأ خدمة الشحن رسميًا.

لإكمال وظيفة التوصيل والشحن (PnC)، من الضروري إعداد شهادة العقد مسبقًا وتخزينها والتحقق منها، وتأكيد نظام المواد المشفرة المنشور داخليًا في نهاية السيارة (EV) ونهاية المكدس (EVSE).

كما ذكر أعلاه، في نظام بروتوكول TLS:TLS 1.2:تم تعديله وفقًا للمعيار ISO 15118-2؛TLS 1.3:متوافق مع معيار ISO 15118-20؛ يجب أن يمتلك كلا طرفي الاتصال نوعين من البيانات الأساسية:مواد الهويةومواد الثقةومن بينها، يخزن مستودع المفاتيح المفتاح الخاص بالجهاز وشهادة الورقة المقابلة، والتي تستخدم لإثبات "شرعية الهوية"؛ ويخزن مخزون الثقة شهادات CA الموثوقة (مرتكزات الثقة)، والتي تستخدم للتحقق من صحة شهادات الطرف الآخر والإجابة على سؤال "حدود الثقة".