Gedetailleerde uitleg van het technische werkingsprincipe van de PnC Plug&Charge-laadservice -1

1. Fase van vertrouwensopbouw tussen voertuigen en laadstations

Identiteitsverificatie:Het laadstation verifieert zijn identiteit via het SECC-certificaat (Supply Equipment Communication Controller), terwijl het voertuig het in de fabriek ingestelde V2G-rootcertificaat (Trust Anchor) gebruikt voor kruisverificatie. Om aanvallen met certificaatvervalsing te voorkomen, heeft het systeem OCSP (Online Certificate Status Protocol) geïntroduceerd. In de nieuwste ISO 15118-20-standaard is realtime verificatie van intrekking verplicht voor alle certificaten (inclusief sub-CA- en leaf-certificaten) om te garanderen dat elke communicatieverbinding onder strikte nalevingscontrole staat.

In deze fase maken het voertuig (EV) en het laadstation (EVSE) via het ISO 15118-protocol verbinding. Na het plaatsen van de kaartlezer en het tot stand brengen van een digitale communicatieverbinding, zullen beide partijen onderhandelen om de toepassingsversie van het Transport Layer Security Protocol (TLS) te bepalen.

• TLS 1.2wordt gebruikt in de ISO 15118-2-norm;
• Bij gebruik van deISO 15118-20standaard,TLS 1.3wordt aangenomen;

1. Het laadstation presenteert zijn certificaatketen aan het elektrische voertuig, inclusief het Supply Equipment Communication Controller (SECC)-certificaat en het Charge Operator (CPO) Intermediate Certificate Authority (Sub CA)-certificaat, om de betrouwbare identiteitsverificatie van het voertuig te voltooien.
2. Elektrische voertuigen gebruiken vooraf geïnstalleerde vertrouwensankers (oftewel V2G-rootcertificaten die zijn ingesteld voordat het voertuig aan de gebruiker wordt geleverd) om de volledige certificaatketen te verifiëren die door laadstations wordt aangeleverd.
3. Elektrische voertuigen ondergaan een verificatie van de intrekkingsstatus van hun certificaat: Volgens de ISO 15118-2-norm zijn SECC-certificaten ontworpen met een korte geldigheidsduur (2-3 maanden) en wordt de intrekkingsstatus van CPO Sub CA-certificaten geverifieerd via het Online Certificate Status Protocol (OCSP); de ISO 15118-20-norm vereist dat alle certificaten een verificatie van de intrekkingsstatus ondergaan via OCSP.
4. Nadat alle verificatiestappen zijn doorlopen, kan het elektrische voertuig de betrouwbare identiteit van het laadstation bevestigen, waarna alle communicatiegegevens versleuteld worden verzonden.

2. Onderhandelingsfase over de methode voor identiteitsherkenning

De logica van wederzijdse uitsluiting tussen EIM en PnC: Het protocol verbiedt strikt het uitvoeren van "dubbele identiteitsherkenning" bij gebruikers. Als wordt gedetecteerd dat de gebruiker handmatig is gestart via RFID of een app (EIM-modus), moet het laadstation het PnC-activeringsproces automatisch beëindigen om het bedrijfsrisico van dubbele facturering te voorkomen.

De ISO 15118-norm definieert twee mechanismen voor het herkennen van de identiteit van een laadsessie:

• 1. Externe identificatiemiddelen (EIM):met betrekking tot RFID-kaarten (Radio Frequency Identification), creditcards, mobiele applicaties, QR-codes, enz.
• 2. Plug&Charge:Een volledig geautomatiseerd authenticatiemechanisme op basis van certificaten.

Kernbeperking:Laadstations mogen geen dubbele identiteitsherkenning uitvoeren voor gebruikers. Als de gebruiker zich al via een extern middel, zoals een RFID-kaart, heeft geauthenticeerd voordat hij de laadkabel aansluit, moet het laadstation de plug-and-play-functie uitschakelen. Anders kan dit ertoe leiden dat het voertuig herhaaldelijk via het contractcertificaat wordt gecertificeerd, met het risico op dubbele facturering tot gevolg.

3. Fase van voertuigidentificatie

Nadat het systeem de plug-and-play-laadmodus heeft geselecteerd, stuurt het elektrische voertuig het contractcertificaat en het bijbehorende Sub CA-certificaat van de mobiele serviceprovider (MSP) naar het laadstation. Deze certificaten worden geïntegreerd in een complete certificaatketen, waarna het kernproces voor identiteitsverificatie officieel van start gaat. De backend voert vervolgens synchroon meerdere beveiligingscontroles uit om de rechtmatigheid van de laadsessies en de geldigheid van de factureringsaccounts te waarborgen en het risico op voertuigidentiteitsvervalsing te voorkomen.

Om replay-aanvallen te voorkomen (dat wil zeggen dat hackers autorisatieberichten onderscheppen en deze herhaaldelijk versturen), genereert het systeem een ​​willekeurige uitdagingscode van 128 bits. Het voertuig moet een privésleutel gebruiken om de uitdagingscode te ondertekenen, waarna het laadstation lokaal een verificatie van de handtekening uitvoert met behulp van de openbare sleutel van het contractcertificaat, met een nauwkeurigheid van milliseconden. Deze asymmetrische encryptie garandeert de uniciteit en onweerlegbaarheid van de directe autorisatie.

1. Validiteitscontrole van laadpalen op certificaatketens

Het laadstation of het CPO-backendsysteem moet de volgende twee kernverificaties voltooien:

• Validiteitscontrole:Controleer of alle certificaten in de certificaatketen nog geldig zijn;
• Authenticiteitscontrole:Controleer de geldigheid van de volledige digitale handtekeningketen, van het contractcertificaat tot het rootcertificaat.

De voorwaarde voor het implementeren van lokale verificatie is dat het laadstation het bijbehorende rootcertificaat vooraf heeft ingesteld – meestal het V2G root CA-certificaat dat door de PKI-operator wordt verstrekt, en in sommige gevallen het eigen root CA-certificaat van de MSP (wat relatief weinig voorkomt).

2. Online verificatie van de status van certificaatintrekking

Een deel van het verificatieproces is gebaseerd op online interactie, en de verificatie van de intrekkingsstatus van certificaten is een van de kernprocessen. Het laadstation zal een query initiëren naar de vooraf ingestelde OCSP-responder in het certificaat om te bevestigen dat de volgende twee typen certificaten niet zijn ingetrokken:

• CPO Sub CA-certificaat (van toepassing op zowel ISO 15118-2 als ISO 15118-20 normen);
• Contractcertificaat (alleen van toepassing op de ISO 15118-20-norm);

3. Verificatie van de factuurstatus

Nadat de betaling is voltooid, rondt het systeem automatisch het proces van gegevensuitwisseling tot ontvangst van de betaling af: Na verificatie van de geldigheid van het certificaat bevestigt CPO de geldigheidsstatus van het factureringscontract van de gebruiker. Het systeem haalt de serviceprovider-ID op uit de identificatiecode van het voertuignetwerkaccount (EMAID) en CPMS koppelt de bijbehorende MSP aan deze ID om te controleren of het account niet is opgeschort of geannuleerd.

4. Het laadproces is gestart.

Na bevestiging van de identiteit van het elektrische voertuig, zullen het voertuig en het laadstation de berichtenuitwisseling volgens de ISO 15118-norm volgen, de laadparameters en -tijdstip afspreken en de laadservice officieel starten.

Om de PnC (Plug&Charge) plug-and-charge-functie te voltooien, is het noodzakelijk om het contractcertificaat vooraf in te stellen, op te slaan en te verifiëren, en het intern geïmplementeerde versleutelde materiaalsysteem in het voertuig (EV) en het laadstation (EVSE) te bevestigen.

Zoals hierboven vermeld, geldt het volgende voor het TLS-protocolsysteem:TLS 1.2:aangepast aan ISO 15118-2;TLS 1.3:Compatibel met ISO 15118-20; beide communicerende partijen moeten beschikken over twee soorten kerngegevens:IdentiteitsmateriaalEnvertrouwensmateriaalDe sleutelopslagplaats bevat onder andere de privésleutel van het apparaat en het bijbehorende certificaat, dat wordt gebruikt om de "legitimiteit van de identiteit" te bewijzen; de vertrouwensinventaris bevat vertrouwde CA-certificaten (vertrouwensankers), die worden gebruikt om de geldigheid van de certificaten van de andere partij te verifiëren en de vraag over de "vertrouwensgrens" te beantwoorden.