PnC Plug&Charge 충전 서비스의 기술적 작동 원리에 대한 자세한 설명 -1

1. 차량과 충전소 간의 신뢰 구축 단계

신원 확인:충전소는 SECC(공급 장비 통신 컨트롤러) 인증서를 통해 자체 신원을 확인하고, 차량은 공장에서 사전 설정된 V2G 루트 인증서(트러스트 앵커)를 사용하여 상호 검증합니다. 인증서 위조 공격을 방지하기 위해 시스템에는 OCSP(온라인 인증서 상태 프로토콜)가 도입되었습니다. 최신 ISO15118-20 표준에서는 모든 인증서(하위 CA 및 Leaf 인증서 포함)에 대해 실시간 폐지 확인이 의무화되어 모든 통신 링크가 엄격한 규정 준수 모니터링 하에 있도록 보장합니다.

이 단계에서 전기차(EV)와 전기차 충전소(EVSE)는 ISO 15118 프로토콜에 따라 연결을 시도합니다. 연결 작업 및 디지털 통신 링크 구축이 완료되면 양측은 전송 계층 보안 프로토콜(TLS)의 적용 버전을 결정하기 위한 협상을 진행합니다.

• TLS 1.2ISO 15118-2 표준에서 사용됩니다.
• 사용 시ISO 15118-20기준,TLS 1.3채택되었습니다.

1. 충전소는 전기차에 공급 장비 통신 제어기(SECC) 인증서와 충전 운영자(CPO) 중간 인증 기관(Sub CA) 인증서를 포함한 인증서 체인을 제시하여 차량의 신뢰할 수 있는 신원 인증을 완료합니다.
2. 전기 자동차는 사전 설치된 신뢰 앵커(즉, 차량이 사용자에게 인도되기 전에 미리 설정된 V2G 루트 인증서)를 사용하여 충전소에서 제출한 전체 인증서 체인을 검증합니다.
3. 전기 자동차용 SECC 인증서는 인증서 폐지 상태 검증 절차를 거치게 됩니다. ISO 15118-2 표준에 따라 SECC 인증서는 단기 유효 기간(2~3개월)으로 설계되었으며, CPO 하위 CA 인증서의 폐지 상태는 온라인 인증서 상태 프로토콜(OCSP)을 통해 검증됩니다. 그러나 ISO 15118-20 표준은 모든 인증서가 OCSP를 통해 폐지 상태를 검증받도록 요구합니다.
4. 모든 검증 단계를 거치면 전기차는 충전소의 신뢰할 수 있는 신원을 확인할 수 있으며, 이후 모든 통신 데이터는 암호화된 방식으로 전송됩니다.

2. 신원 확인 방법 협상 단계

EIM과 PnC 간의 상호 배타적인 논리: 프로토콜은 사용자에 대한 "이중 신원 인식"을 엄격히 금지합니다. 사용자가 RFID 또는 앱(EIM 모드)을 통해 수동으로 충전을 시작한 것으로 감지되면, 충전소는 중복 청구로 인한 비즈니스 위험을 방지하기 위해 PnC 트리거링 프로세스를 자동으로 종료해야 합니다.

ISO 15118 표준은 두 가지 충전 세션 신원 인식 메커니즘을 정의합니다.

• 1. 외부 식별 수단(EIM):무선 주파수 식별(RFID) 카드, 신용 카드, 모바일 애플리케이션, QR 코드 등을 포함합니다.
• 2. 플러그 앤 차지:인증서를 기반으로 하는 완전 자동화된 인증 메커니즘.

핵심 제약 조건:충전소는 사용자에 대한 이중 신원 인증을 수행해서는 안 됩니다. 사용자가 충전기를 연결하기 전에 RFID 카드와 같은 외부 수단을 통해 인증을 완료한 경우, 충전소는 플러그 앤 플레이 기능 작동을 즉시 중단해야 합니다. 그렇지 않으면 계약 인증서를 통해 차량이 중복 인증되어 중복 청구될 위험이 있습니다.

3. 차량 식별 확인 단계

시스템이 플러그 앤 플레이 충전 모드를 선택하면 전기차는 계약 인증서와 지원 이동통신 사업자(MSP)의 하위 CA 인증서를 충전소에 제출합니다. 이러한 인증서들은 하나의 완전한 인증서 체인으로 통합되어 핵심 신원 확인 프로세스가 공식적으로 시작됩니다. 백엔드 시스템은 여러 보안 검사를 동시에 수행하여 충전 세션의 합법성, 청구 계정의 유효성을 종합적으로 보장하고 차량 신원 위조 위험을 방지합니다.

재전송 공격(즉, 해커가 인증 메시지를 가로채 반복적으로 전송하는 공격)을 방지하기 위해 시스템은 128비트 난수 챌린지 코드를 생성합니다. 차량은 개인 키를 사용하여 챌린지 코드에 서명해야 하며, 충전소는 계약 인증서의 공개 키를 사용하여 밀리초 단위의 서명 검증을 로컬에서 수행합니다. 이러한 비대칭 암호화는 즉각적인 인증의 고유성과 부인 방지를 보장합니다.

1. 인증서 체인 상의 충전 파일 유효성 검증

충전소 또는 CPO 백엔드 시스템은 다음 두 가지 핵심 검증을 완료해야 합니다.

• 유효성 검증:인증서 체인에 있는 모든 인증서가 유효 기간 내에 있는지 확인하십시오.
• 진위 확인:계약 인증서부터 루트 인증서까지 전체 디지털 서명 체인의 유효성을 검증합니다.

로컬 검증을 구현하기 위한 전제 조건은 충전소에 해당 루트 인증서가 사전 설정되어 있어야 한다는 것입니다. 일반적으로 PKI 운영자가 제공하는 V2G 루트 CA 인증서가 사용되며, 경우에 따라 MSP 자체의 루트 CA 인증서(적어도 적용 비율은 낮음)가 사용될 수도 있습니다.

2. 인증서 취소 상태 온라인 확인

검증 과정의 일부는 온라인 상호 작용을 통해 이루어지며, 인증서 폐지 상태 확인은 핵심 프로세스 중 하나입니다. 충전소는 인증서에 미리 설정된 OCSP 응답자에게 쿼리를 보내 다음 두 가지 유형의 인증서가 폐지되지 않았는지 확인합니다.

• CPO 하위 CA 인증서(ISO 15118-2 및 ISO 15118-20 표준 모두에 적용 가능)
• 계약 증명서(ISO 15118-20 표준에만 적용 가능)

3. 청구 계정 상태 확인

충전이 완료되면 시스템은 데이터 교환부터 자금 수령까지 모든 과정을 자동으로 처리합니다. CPO는 인증서의 유효성을 확인한 후 사용자의 요금 계약 유효 상태를 확인합니다. 시스템은 차량 네트워크 계정 식별자(EMAID)에서 서비스 제공업체 ID를 추출하고, CPMS는 해당 MSP를 이 ID와 연결하여 계정이 정지 또는 취소 상태가 아닌지 확인합니다.

4. 충전 과정이 시작되었습니다

전기차의 신원이 확인되면 차량과 충전소는 ISO 15118 표준에 따른 메시지 교환 절차를 거쳐 충전 매개변수 및 시간을 협의하고 공식적으로 충전 서비스를 시작합니다.

PnC(플러그 앤 차지) 충전 기능을 완료하려면 계약 인증서를 사전 설정, 저장 및 검증해야 하며, 차량(EV) 및 충전기(EVSE)에 내부적으로 배포된 암호화된 자료 시스템을 확인해야 합니다.

위에서 언급했듯이 TLS 프로토콜 시스템에서는 다음과 같습니다.TLS 1.2:ISO 15118-2에 맞춰 조정됨;TLS 1.3:ISO 15118-20과 호환됩니다. 통신 당사자 모두 두 가지 유형의 핵심 데이터를 보유해야 합니다.신분 확인 자료그리고신뢰 자료그중 키 저장소에는 장치의 개인 키와 해당 리프 인증서가 저장되며, 이는 "신원 확인의 적법성"을 증명하는 데 사용됩니다. 신뢰 인벤토리에는 신뢰할 수 있는 CA 인증서(신뢰 앵커)가 저장되며, 이는 상대방 인증서의 유효성을 확인하고 "신뢰 경계" 문제를 해결하는 데 사용됩니다.