توضیح دقیق اصول فنی کار سرویس شارژ PnC Plug&Charge -1

۱. مرحله اعتمادسازی بین خودروها و ایستگاه‌های شارژ

تأیید هویت:ایستگاه شارژ هویت خود را از طریق گواهی SECC (کنترل‌کننده ارتباطات تجهیزات تأمین) تأیید می‌کند، در حالی که وسیله نقلیه از گواهی ریشه V2G از پیش تعیین‌شده کارخانه (Trust Anchor) برای تأیید متقابل استفاده می‌کند. برای جلوگیری از حملات جعل گواهی، سیستم OCSP (پروتکل وضعیت گواهی آنلاین) را معرفی کرده است. در آخرین استاندارد ISO15118-20، تأیید ابطال در زمان واقعی برای همه گواهی‌ها (از جمله گواهی‌های Sub CA و Leaf) الزامی است تا اطمینان حاصل شود که هر لینک ارتباطی تحت نظارت دقیق انطباق است.

در این مرحله، وسیله نقلیه (EV) و ایستگاه شارژ (EVSE) بر اساس پروتکل ISO 15118 با هم دست می‌دهند. پس از تکمیل عملیات قرار دادن اسلحه و ایجاد لینک ارتباطی دیجیتال، هر دو طرف برای تعیین نسخه کاربردی پروتکل امنیتی لایه انتقال (TLS) مذاکره خواهند کرد:

• TLS 1.2در استاندارد ISO 15118-2 استفاده می‌شود؛
• هنگام استفاده ازایزو ۱۵۱۱۸-۲۰استاندارد،TLS 1.3اتخاذ شده است؛

1. ایستگاه شارژ، زنجیره گواهی خود، شامل گواهی کنترل‌کننده ارتباطات تجهیزات تأمین (SECC) و گواهی مرجع صدور گواهی میانی (Sub CA) اپراتور شارژ (CPO) را به وسیله نقلیه الکتریکی ارائه می‌دهد تا احراز هویت مورد اعتماد وسیله نقلیه تکمیل شود.
2. خودروهای الکتریکی از لنگرهای اعتماد از پیش نصب‌شده (یعنی گواهی‌های ریشه V2G که قبل از تحویل خودرو به کاربران از پیش تنظیم شده‌اند) برای تأیید کل زنجیره گواهی ارائه شده توسط ایستگاه‌های شارژ استفاده می‌کنند.
3. خودروهای الکتریکی تحت تأیید وضعیت ابطال گواهینامه قرار خواهند گرفت: طبق استاندارد ISO 15118-2، گواهینامه‌های SECC با مدت اعتبار کوتاه‌مدت (2-3 ماه) طراحی شده‌اند و وضعیت ابطال گواهینامه‌های CPO Sub CA از طریق پروتکل وضعیت گواهینامه آنلاین (OCSP) تأیید می‌شود. استاندارد ISO 15118-20 ایجاب می‌کند که همه گواهینامه‌ها از طریق OCSP تأیید وضعیت ابطال شوند.
4. پس از طی شدن تمام مراحل تأیید، وسیله نقلیه الکتریکی می‌تواند هویت مورد اعتماد ایستگاه شارژ را تأیید کند و داده‌های ارتباطی کامل بعدی با استفاده از روش‌های رمزگذاری شده منتقل می‌شوند.

۲، مرحله مذاکره روش تشخیص هویت

منطق متقابلاً ناسازگار بین EIM و PnC: این پروتکل انجام "تشخیص هویت دوگانه" را بر روی کاربران اکیداً ممنوع می‌کند. اگر تشخیص داده شود که کاربر به صورت دستی از طریق RFID یا برنامه (حالت EIM) شروع به کار کرده است، ایستگاه شارژ باید به طور خودکار فرآیند فعال‌سازی PnC را خاتمه دهد تا از ریسک تجاری صدور صورتحساب تکراری جلوگیری شود.

استاندارد ISO 15118 دو مکانیسم تشخیص هویت جلسه شارژ را تعریف می‌کند:

• ۱. ابزارهای شناسایی خارجی (EIM):پوشش کارت‌های شناسایی فرکانس رادیویی (RFID)، کارت‌های اعتباری، برنامه‌های تلفن همراه، کدهای QR و غیره؛
• ۲. اتصال و شارژ:یک مکانیزم احراز هویت کاملاً خودکار مبتنی بر گواهی‌ها.

محدودیت اصلی:ایستگاه‌های شارژ نباید هویت دوگانه را روی کاربران تشخیص دهند. اگر کاربر قبل از اتصال تفنگ شارژ، احراز هویت را از طریق ابزارهای خارجی مانند کارت RFID انجام دهد، ایستگاه شارژ باید فعال‌سازی عملکرد اتصال و استفاده را خاتمه دهد. در غیر این صورت، ممکن است منجر به تأیید مکرر وسیله نقلیه از طریق گواهی قرارداد شود که منجر به خطر صدور صورتحساب تکراری می‌شود.

۳. مرحله تأیید هویت خودرو

پس از انتخاب حالت شارژ plug and play توسط سیستم، وسیله نقلیه الکتریکی گواهی قرارداد و گواهی Sub CA ارائه دهنده خدمات تلفن همراه (MSP) پشتیبان را به ایستگاه شارژ ارسال می‌کند. گواهی‌های فوق در یک زنجیره کامل گواهی ادغام می‌شوند و فرآیند تأیید هویت اصلی رسماً آغاز می‌شود. بخش پشتیبانی به طور همزمان چندین بررسی امنیتی را انجام می‌دهد تا به طور جامع قانونی بودن جلسات شارژ، اعتبار حساب‌های صورتحساب و جلوگیری از خطر جعل هویت وسیله نقلیه را تضمین کند.

برای جلوگیری از حملات بازپخش (یعنی هکرها پیام‌های مجوز را رهگیری کرده و آنها را بارها ارسال می‌کنند)، سیستم یک کد چالش تصادفی ۱۲۸ بیتی تولید می‌کند. وسیله نقلیه باید از یک کلید خصوصی برای امضای کد چالش استفاده کند و ایستگاه شارژ با استفاده از کلید عمومی گواهی قرارداد، تأیید امضا در سطح میلی‌ثانیه را به صورت محلی انجام می‌دهد. این رمزگذاری نامتقارن، منحصر به فرد بودن و عدم انکار مجوز فوری را تضمین می‌کند.

۱. تأیید اعتبار شمع‌های شارژ روی زنجیره‌های گواهی

ایستگاه شارژ یا سیستم پشتیبان CPO باید دو تأیید اصلی زیر را انجام دهد:

• تأیید اعتبار:تأیید کنید که تمام گواهینامه‌های موجود در زنجیره گواهینامه در دوره اعتبار خود هستند.
• تأیید اصالت:اعتبار امضای دیجیتال کل زنجیره را از گواهی قرارداد تا گواهی ریشه تأیید کنید.

پیش‌نیاز پیاده‌سازی تأیید محلی این است که ایستگاه شارژ، گواهی ریشه مربوطه را از قبل تنظیم کرده باشد - معمولاً گواهی CA ریشه V2G که توسط اپراتور PKI ارائه می‌شود، و در برخی موارد، گواهی CA ریشه خود MSP (با نسبت کاربرد نسبتاً کم).

۲. تأیید آنلاین وضعیت ابطال گواهی

بخشی از فرآیند تأیید به تعامل آنلاین متکی است و تأیید وضعیت ابطال گواهی یکی از فرآیندهای اصلی است. ایستگاه شارژ، پرس و جویی را برای پاسخ‌دهنده OCSP از پیش تعیین‌شده در گواهی آغاز می‌کند تا تأیید کند که دو نوع گواهی زیر ابطال نشده‌اند:

• گواهی CPO Sub CA (قابل اجرا برای هر دو استاندارد ISO 15118-2 و ISO 15118-20)؛
• گواهی قرارداد (فقط برای استاندارد ISO 15118-20 قابل اجرا است)؛

۳. تأیید وضعیت حساب صورتحساب

پس از اتمام شارژ، سیستم به طور خودکار فرآیند را از تبادل داده تا دریافت وجه تکمیل می‌کند: پس از تأیید اعتبار گواهی، CPO وضعیت اعتبار قرارداد صورتحساب کاربر را تأیید می‌کند. سیستم شناسه ارائه‌دهنده خدمات را از شناسه حساب شبکه خودرو (EMAID) استخراج می‌کند و CPMS، MSP مربوطه را با این شناسه مرتبط می‌کند تا تأیید کند که حساب در حالت تعلیق یا لغو نیست.

۴. فرآیند شارژ آغاز شد

پس از تأیید هویت وسیله نقلیه الکتریکی، وسیله نقلیه و ایستگاه شارژ، فرآیند تبادل پیام استاندارد ISO 15118 را دنبال می‌کنند، پارامترهای شارژ و زمان‌بندی را مذاکره می‌کنند و رسماً سرویس شارژ را آغاز می‌کنند.

برای تکمیل عملکرد اتصال و شارژ PnC (Plug&Charge)، لازم است گواهی قرارداد از پیش تنظیم، ذخیره و تأیید شود و سیستم مواد رمزگذاری شده که به صورت داخلی در انتهای خودرو (EV) و انتهای شمع (EVSE) مستقر شده است، تأیید شود.

همانطور که در بالا ذکر شد، در سیستم پروتکل TLS:TLS 1.2:مطابق با استاندارد ISO 15118-2؛TLS 1.3:سازگار با ISO 15118-20؛ هر دو طرف ارتباط باید دو نوع داده اصلی داشته باشند:مواد هویتیومواد اعتماددر میان آنها، مخزن کلید، کلید خصوصی دستگاه و گواهی برگ مربوطه را ذخیره می‌کند که برای اثبات «مشروعیت هویت» استفاده می‌شود؛ موجودی اعتماد، گواهی‌های CA معتبر (لنگرهای اعتماد) را ذخیره می‌کند که برای تأیید اعتبار گواهی‌های طرف مقابل و پاسخ به سوال «مرز اعتماد» استفاده می‌شوند.