Λεπτομερής εξήγηση της τεχνικής αρχής λειτουργίας της υπηρεσίας φόρτισης PnC Plug&Charge -1

1, Φάση οικοδόμησης εμπιστοσύνης μεταξύ οχημάτων και σταθμών φόρτισης

Επαλήθευση ταυτότητας:Ο σταθμός φόρτισης επαληθεύει την ταυτότητά του μέσω του πιστοποιητικού SECC (Supply Equipment Communication Controller), ενώ το όχημα χρησιμοποιεί το εργοστασιακά προκαθορισμένο πιστοποιητικό ρίζας V2G (Trust Anchor) για διασταυρούμενη επαλήθευση. Για την αποτροπή επιθέσεων πλαστογράφησης πιστοποιητικών, το σύστημα έχει εισαγάγει το OCSP (Online Certificate Status Protocol). Στο τελευταίο πρότυπο ISO15118-20, η επαλήθευση ανάκλησης σε πραγματικό χρόνο είναι υποχρεωτική για όλα τα πιστοποιητικά (συμπεριλαμβανομένων των πιστοποιητικών Sub CA και Leaf) για να διασφαλιστεί ότι κάθε σύνδεσμος επικοινωνίας βρίσκεται υπό αυστηρή παρακολούθηση συμμόρφωσης.

Σε αυτό το στάδιο, το όχημα (EV) και ο σταθμός φόρτισης (EVSE) ανταλλάσσουν χειραψία με βάση το πρωτόκολλο ISO 15118. Μετά την ολοκλήρωση της λειτουργίας εισαγωγής του όπλου και τη δημιουργία μιας ψηφιακής σύνδεσης επικοινωνίας, και τα δύο μέρη θα διαπραγματευτούν για να καθορίσουν την έκδοση εφαρμογής του Πρωτοκόλλου Ασφάλειας Επιπέδου Μεταφοράς (TLS):

• TLS 1.2χρησιμοποιείται στο πρότυπο ISO 15118-2·
• Όταν χρησιμοποιείτε τοISO 15118-20πρότυπο,TLS 1.3υιοθετείται·

1. Ο σταθμός φόρτισης παρουσιάζει την αλυσίδα πιστοποιητικών του στο ηλεκτρικό όχημα, συμπεριλαμβανομένου του πιστοποιητικού Ελεγκτή Επικοινωνίας Εξοπλισμού Εφοδιασμού (SECC) και του πιστοποιητικού Ενδιάμεσης Αρχής Πιστοποίησης (Sub CA) του Χειριστή Χρέωσης (CPO), για να ολοκληρώσει την αξιόπιστη επαλήθευση ταυτότητας του οχήματος.
2. Τα ηλεκτρικά οχήματα χρησιμοποιούν προεγκατεστημένες άγκυρες εμπιστοσύνης (δηλαδή, πιστοποιητικά ρίζας V2G που έχουν προκαθοριστεί πριν από την παράδοση του οχήματος στους χρήστες) για την επαλήθευση της πλήρους αλυσίδας πιστοποιητικών που υποβάλλεται από τους σταθμούς φόρτισης.
3. Τα ηλεκτρικά οχήματα θα υποβάλλονται σε επαλήθευση κατάστασης ανάκλησης πιστοποιητικών: Σύμφωνα με το πρότυπο ISO 15118-2, τα πιστοποιητικά SECC έχουν σχεδιαστεί με βραχυπρόθεσμη περίοδο ισχύος (2-3 μήνες) και η κατάσταση ανάκλησης των πιστοποιητικών CPO Sub CA επαληθεύεται μέσω του Πρωτοκόλλου Κατάστασης Ηλεκτρονικού Πιστοποιητικού (OCSP). Το πρότυπο ISO 15118-20 απαιτεί όλα τα πιστοποιητικά να υποβάλλονται σε επαλήθευση κατάστασης ανάκλησης μέσω του OCSP.
4. Αφού ολοκληρωθούν όλα τα βήματα επαλήθευσης, το ηλεκτρικό όχημα μπορεί να επιβεβαιώσει την αξιόπιστη ταυτότητα του σταθμού φόρτισης και τα επακόλουθα πλήρη δεδομένα επικοινωνίας θα μεταδοθούν χρησιμοποιώντας κρυπτογραφημένες μεθόδους.

2, Στάδιο διαπραγμάτευσης μεθόδου αναγνώρισης ταυτότητας

Η αμοιβαία αποκλειστική λογική μεταξύ EIM και PnC: Το πρωτόκολλο απαγορεύει αυστηρά την εκτέλεση «διπλής αναγνώρισης ταυτότητας» στους χρήστες. Εάν εντοπιστεί ότι ο χρήστης έχει ξεκινήσει χειροκίνητα μέσω RFID ή εφαρμογής (λειτουργία EIM), ο σταθμός φόρτισης πρέπει να τερματίσει αυτόματα τη διαδικασία ενεργοποίησης PnC για να αποφευχθεί ο επιχειρηματικός κίνδυνος διπλής χρέωσης.

Το πρότυπο ISO 15118 ορίζει δύο μηχανισμούς αναγνώρισης ταυτότητας συνεδρίας φόρτισης:

• 1. Εξωτερικά Μέσα Αναγνώρισης (EIM):που καλύπτουν κάρτες αναγνώρισης ραδιοσυχνοτήτων (RFID), πιστωτικές κάρτες, εφαρμογές για κινητά, κωδικούς QR κ.λπ.
• 2. Συνδέστε και φορτίστε:Ένας πλήρως αυτοματοποιημένος μηχανισμός ελέγχου ταυτότητας που βασίζεται σε πιστοποιητικά.

Βασικός περιορισμός:Οι σταθμοί φόρτισης δεν πρέπει να εκτελούν διπλή αναγνώριση ταυτότητας στους χρήστες. Εάν ο χρήστης ολοκληρώσει τον έλεγχο ταυτότητας μέσω εξωτερικών μέσων, όπως μια κάρτα RFID, πριν συνδέσει το πιστόλι φόρτισης, ο σταθμός φόρτισης θα πρέπει να τερματίσει την ενεργοποίηση της λειτουργίας plug and play. Διαφορετικά, ενδέχεται να προκύψει επανειλημμένη πιστοποίηση του οχήματος μέσω του πιστοποιητικού σύμβασης, με αποτέλεσμα τον κίνδυνο διπλής χρέωσης.

3, Στάδιο επαλήθευσης ταυτότητας οχήματος

Αφού το σύστημα επιλέξει τη λειτουργία φόρτισης plug and play, το ηλεκτρικό όχημα υποβάλλει το πιστοποιητικό σύμβασης και το υποστηρικτικό πιστοποιητικό Sub CA του Παρόχου Υπηρεσιών Κινητής Τηλεφωνίας (MSP) στον σταθμό φόρτισης. Τα παραπάνω πιστοποιητικά ενσωματώνονται σε μια ολοκληρωμένη αλυσίδα πιστοποιητικών και η βασική διαδικασία επαλήθευσης ταυτότητας ξεκινά επίσημα. Το backend θα εκτελεί ταυτόχρονα πολλαπλούς ελέγχους ασφαλείας για να διασφαλίσει πλήρως τη νομιμότητα των συνεδριών φόρτισης, την εγκυρότητα των λογαριασμών χρέωσης και να αποτρέψει τον κίνδυνο πλαστογράφησης της ταυτότητας του οχήματος.

Για την αποτροπή επιθέσεων επανάληψης (δηλαδή, η υποκλοπή μηνυμάτων εξουσιοδότησης από χάκερ και η επανειλημμένη αποστολή τους), το σύστημα δημιουργεί έναν τυχαίο κωδικό πρόκλησης 128 bit. Το όχημα πρέπει να χρησιμοποιήσει ένα ιδιωτικό κλειδί για να υπογράψει τον κωδικό πρόκλησης και ο σταθμός φόρτισης θα εκτελέσει επαλήθευση υπογραφής σε επίπεδο χιλιοστού του δευτερολέπτου τοπικά χρησιμοποιώντας το δημόσιο κλειδί του πιστοποιητικού σύμβασης. Αυτή η ασύμμετρη κρυπτογράφηση διασφαλίζει τη μοναδικότητα και τη μη αποποίηση της άμεσης εξουσιοδότησης.

1. Επαλήθευση εγκυρότητας των στοιβών χρέωσης σε αλυσίδες πιστοποιητικών

Ο σταθμός φόρτισης ή το σύστημα υποστήριξης CPO πρέπει να ολοκληρώσει τις ακόλουθες δύο βασικές επαληθεύσεις:

• Επαλήθευση εγκυρότητας:Επιβεβαιώστε ότι όλα τα πιστοποιητικά στην αλυσίδα πιστοποιητικών βρίσκονται εντός της περιόδου ισχύος τους.
• Επαλήθευση αυθεντικότητας:Επαληθεύστε την εγκυρότητα της πλήρους ψηφιακής υπογραφής αλυσίδας από το πιστοποιητικό σύμβασης έως το πιστοποιητικό ρίζας.

Προϋπόθεση για την εφαρμογή τοπικής επαλήθευσης είναι ο σταθμός φόρτισης να έχει προκαθορίσει το αντίστοιχο πιστοποιητικό ρίζας – συνήθως το πιστοποιητικό CA ρίζας V2G που παρέχεται από τον χειριστή PKI και, σε ορισμένες περιπτώσεις, το πιστοποιητικό CA ρίζας του ίδιου του MSP (με σχετικά χαμηλό ποσοστό εφαρμογής).

2. Ηλεκτρονική επαλήθευση της κατάστασης ανάκλησης πιστοποιητικού

Μέρος της διαδικασίας επαλήθευσης βασίζεται στην ηλεκτρονική αλληλεπίδραση και η επαλήθευση της κατάστασης ανάκλησης πιστοποιητικού είναι μία από τις βασικές διαδικασίες. Ο σταθμός φόρτισης θα ξεκινήσει ένα ερώτημα στον προκαθορισμένο ανταποκριτή OCSP στο πιστοποιητικό για να επιβεβαιώσει ότι οι ακόλουθοι δύο τύποι πιστοποιητικών δεν έχουν ανακληθεί:

• Πιστοποιητικό CPO Sub CA (ισχύει τόσο για τα πρότυπα ISO 15118-2 όσο και για τα πρότυπα ISO 15118-20)·
• Πιστοποιητικό σύμβασης (ισχύει μόνο για το πρότυπο ISO 15118-20)·

3. Επαλήθευση κατάστασης λογαριασμού χρέωσης

Αφού ολοκληρωθεί η χρέωση, το σύστημα ολοκληρώνει αυτόματα τη διαδικασία από την ανταλλαγή δεδομένων έως την παραλαβή του χρηματικού ποσού: Μετά την επαλήθευση της εγκυρότητας του πιστοποιητικού, το CPO θα επιβεβαιώσει την κατάσταση εγκυρότητας της σύμβασης χρέωσης του χρήστη. Το σύστημα θα εξαγάγει το αναγνωριστικό παρόχου υπηρεσιών από το αναγνωριστικό λογαριασμού δικτύωσης οχήματος (EMAID) και το CPMS θα συσχετίσει τον αντίστοιχο MSP με αυτό το αναγνωριστικό για να επαληθεύσει ότι ο λογαριασμός δεν βρίσκεται σε κατάσταση αναστολής ή ακύρωσης.

4. Η διαδικασία φόρτισης ξεκίνησε

Μετά την επιβεβαίωση της ταυτότητας του ηλεκτρικού οχήματος, το όχημα και ο σταθμός φόρτισης θα ακολουθήσουν τη διαδικασία ανταλλαγής μηνυμάτων του προτύπου ISO 15118, θα διαπραγματευτούν τις παραμέτρους και το χρονοδιάγραμμα φόρτισης και θα ξεκινήσουν επίσημα την υπηρεσία φόρτισης.

Για να ολοκληρωθεί η λειτουργία σύνδεσης και φόρτισης PnC (Plug&Charge), είναι απαραίτητο να προρυθμιστεί, να αποθηκευτεί και να επαληθευτεί το πιστοποιητικό σύμβασης, καθώς και να επιβεβαιωθεί το κρυπτογραφημένο σύστημα υλικών που έχει αναπτυχθεί εσωτερικά στο άκρο του οχήματος (EV) και στο άκρο του πασσάλου (EVSE).

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, στο σύστημα πρωτοκόλλου TLS:TLS 1.2:προσαρμοσμένο στο πρότυπο ISO 15118-2·TLS 1.3:Συμβατό με το πρότυπο ISO 15118-20. Και τα δύο μέρη επικοινωνίας πρέπει να έχουν δύο τύπους βασικών δεδομένων:Υλικά ταυτοποίησηςκαιυλικά εμπιστοσύνηςΜεταξύ αυτών, το αποθετήριο κλειδιών αποθηκεύει το ιδιωτικό κλειδί της συσκευής και το αντίστοιχο πιστοποιητικό φύλλου, το οποίο χρησιμοποιείται για την απόδειξη της «νομιμότητας της ταυτότητας». Το απόθεμα εμπιστοσύνης αποθηκεύει αξιόπιστα πιστοποιητικά CA (trust anchors), τα οποία χρησιμοποιούνται για την επαλήθευση της εγκυρότητας των πιστοποιητικών του άλλου μέρους και την απάντηση στην ερώτηση «όριο εμπιστοσύνης».