Szczegółowe wyjaśnienie technicznej zasady działania usługi ładowania PnC Plug&Charge -1

1. Faza budowania zaufania między pojazdami a stacjami ładowania

Weryfikacja tożsamości:Stacja ładowania weryfikuje swoją tożsamość za pomocą certyfikatu SECC (Supply Equipment Communication Controller), podczas gdy pojazd korzysta z fabrycznego certyfikatu głównego V2G (Trust Anchor) do weryfikacji krzyżowej. Aby zapobiec atakom polegającym na fałszowaniu certyfikatów, system wprowadził protokół OCSP (Online Certificate Status Protocol). W najnowszej normie ISO15118-20 weryfikacja unieważnień w czasie rzeczywistym jest obowiązkowa dla wszystkich certyfikatów (w tym certyfikatów Sub CA i Leaf), aby zapewnić ścisłą kontrolę zgodności każdego łącza komunikacyjnego.

Na tym etapie pojazd (EV) i stacja ładowania (EVSE) nawiązują kontakt zgodnie z protokołem ISO 15118. Po zakończeniu operacji włożenia pistoletu i nawiązaniu cyfrowego łącza komunikacyjnego obie strony negocjują wersję aplikacji protokołu TLS (Transport Layer Security Protocol):

• TLS 1.2jest stosowany w normie ISO 15118-2;
• Podczas korzystania zISO 15118-20standard,TLS 1.3jest przyjęty;

1. Stacja ładowania przekazuje swój łańcuch certyfikatów pojazdowi elektrycznemu, obejmujący certyfikat kontrolera komunikacji sprzętu zasilającego (SECC) i certyfikat pośredniego urzędu certyfikacji (Sub CA) operatora ładowania (CPO), aby zakończyć uwierzytelnianie zaufanej tożsamości pojazdu.
2. Pojazdy elektryczne korzystają z wstępnie zainstalowanych punktów zaufania (tj. certyfikatów głównych V2G ustawionych przed dostarczeniem pojazdu do użytkowników) w celu weryfikacji całego łańcucha certyfikatów przesyłanych przez stacje ładowania.
3. Pojazdy elektryczne będą podlegać weryfikacji statusu odwołania certyfikatu: zgodnie z normą ISO 15118-2 certyfikaty SECC są wydawane z krótkim okresem ważności (2-3 miesiące), a status odwołania certyfikatów CPO Sub CA jest weryfikowany za pośrednictwem protokołu OCSP (Online Certificate Status Protocol). Norma ISO 15118-20 wymaga, aby wszystkie certyfikaty podlegały weryfikacji statusu odwołania za pośrednictwem protokołu OCSP.
4. Po przejściu wszystkich etapów weryfikacji pojazd elektryczny może potwierdzić wiarygodność stacji ładowania, a następnie pełne dane komunikacyjne zostaną przesłane przy użyciu szyfrowanych metod.

2. Etap negocjacji metody rozpoznawania tożsamości

Wzajemnie wykluczająca się logika między EIM a PnC: Protokół surowo zabrania przeprowadzania „podwójnego rozpoznawania tożsamości” użytkowników. Jeśli zostanie wykryte, że użytkownik ręcznie uruchomił system za pomocą RFID lub aplikacji (tryb EIM), stacja ładowania musi automatycznie zakończyć proces wyzwalania PnC, aby uniknąć ryzyka biznesowego związanego z duplikacją faktur.

Norma ISO 15118 definiuje dwa mechanizmy rozpoznawania tożsamości sesji ładowania:

• 1. Zewnętrzne środki identyfikacji (EIM):obejmujące karty identyfikacji radiowej (RFID), karty kredytowe, aplikacje mobilne, kody QR itp.;
• 2. Podłącz i ładuj:W pełni zautomatyzowany mechanizm uwierzytelniania oparty na certyfikatach.

Podstawowe ograniczenie:Stacje ładowania nie powinny przeprowadzać podwójnego rozpoznawania tożsamości użytkowników. Jeśli użytkownik dokona uwierzytelnienia za pomocą zewnętrznych środków, takich jak karta RFID, przed podłączeniem pistoletu ładującego, stacja ładowania powinna przerwać aktywację funkcji plug and play. W przeciwnym razie może to skutkować wielokrotną certyfikacją pojazdu za pomocą certyfikatu umowy, co prowadzi do ryzyka podwójnego rozliczenia.

3. Etap weryfikacji tożsamości pojazdu

Po wybraniu przez system trybu ładowania plug and play, pojazd elektryczny przesyła do stacji ładowania certyfikat umowy oraz certyfikat podrzędnego urzędu certyfikacji dostawcy usług mobilnych (MSP). Powyższe certyfikaty są integrowane w kompletny łańcuch certyfikatów, a główny proces weryfikacji tożsamości zostaje oficjalnie uruchomiony. System zaplecza będzie synchronicznie przeprowadzał liczne kontrole bezpieczeństwa, aby kompleksowo zagwarantować legalność sesji ładowania, ważność kont rozliczeniowych i zapobiec ryzyku fałszerstwa tożsamości pojazdu.

Aby zapobiec atakom typu replay (tj. przechwytywaniu komunikatów autoryzacyjnych przez hakerów i ich wielokrotnemu wysyłaniu), system generuje 128-bitowy losowy kod wyzwania. Pojazd musi użyć klucza prywatnego do podpisania kodu wyzwania, a stacja ładowania przeprowadzi lokalną weryfikację podpisu na poziomie milisekundy, korzystając z klucza publicznego certyfikatu umowy. To asymetryczne szyfrowanie zapewnia unikalność i niezaprzeczalność natychmiastowej autoryzacji.

1. Weryfikacja ważności stosów opłat w łańcuchach certyfikatów

Stacja ładowania lub system zaplecza CPO muszą wykonać następujące dwie główne weryfikacje:

• Weryfikacja ważności:Potwierdź, że wszystkie certyfikaty w łańcuchu certyfikatów mieszczą się w okresie ważności;
• Weryfikacja autentyczności:Zweryfikuj ważność pełnego podpisu cyfrowego łańcucha od certyfikatu kontraktu do certyfikatu głównego.

Warunkiem wstępnym wdrożenia weryfikacji lokalnej jest to, aby stacja ładowania wstępnie ustawiła odpowiedni certyfikat główny – zwykle jest to certyfikat głównego urzędu certyfikacji V2G dostarczony przez operatora PKI, a w niektórych przypadkach certyfikat głównego urzędu certyfikacji MSP (ze stosunkowo niskim odsetkiem zastosowań).

2. Weryfikacja online statusu unieważnienia certyfikatu

Część procesu weryfikacji opiera się na interakcji online, a weryfikacja statusu unieważnienia certyfikatu jest jednym z kluczowych procesów. Stacja ładowania zainicjuje zapytanie do wstępnie zdefiniowanego serwera odpowiedzi OCSP w certyfikacie, aby potwierdzić, że następujące dwa typy certyfikatów nie zostały unieważnione:

• Certyfikat CPO Sub CA (dotyczy zarówno norm ISO 15118-2, jak i ISO 15118-20);
• Certyfikat umowy (dotyczy wyłącznie normy ISO 15118-20);

3. Weryfikacja statusu konta rozliczeniowego

Po zakończeniu ładowania system automatycznie kończy proces od wymiany danych do otrzymania środków: Po weryfikacji ważności certyfikatu, CPO potwierdzi status ważności umowy rozliczeniowej użytkownika. System wyodrębni identyfikator dostawcy usług z identyfikatora konta sieciowego pojazdu (EMAID), a CPMS skojarzy ten identyfikator z odpowiednim dostawcą usług zarządzanych (MSP), aby sprawdzić, czy konto nie jest zawieszone lub anulowane.

4. Rozpoczęto proces ładowania

Po potwierdzeniu tożsamości pojazdu elektrycznego pojazd i stacja ładowania przeprowadzą proces wymiany wiadomości zgodnie z normą ISO 15118, ustalą parametry i czas ładowania, a następnie oficjalnie rozpoczną usługę ładowania.

Aby zrealizować funkcję podłączania i ładowania PnC (Plug&Charge), konieczne jest wstępne skonfigurowanie, zapisanie i zweryfikowanie certyfikatu umowy oraz potwierdzenie systemu szyfrowania materiałów wdrożonego wewnętrznie w części pojazdu (EV) i części stosu (EVSE).

Jak wspomniano powyżej, w systemie protokołu TLS:TLS 1.2:dostosowane do ISO 15118-2;TLS 1.3:Zgodność z normą ISO 15118-20; Obie strony komunikacji muszą posiadać dwa rodzaje danych podstawowych:Materiały identyfikacyjneImateriały zaufaniaWśród nich repozytorium kluczy przechowuje klucz prywatny urządzenia i odpowiadający mu certyfikat liścia, który służy do udowodnienia „legalności tożsamości”; Inwentarz zaufania przechowuje zaufane certyfikaty CA (kotwice zaufania), które służą do weryfikacji ważności certyfikatów drugiej strony i odpowiedzi na pytanie o „granice zaufania”.