Explicação detalhada do princípio técnico de funcionamento do serviço de carregamento PnC Plug&Charge -1

1. Fase de construção de confiança entre veículos e estações de carregamento

Verificação de identidade:A estação de carregamento verifica sua identidade por meio do certificado SECC (Controlador de Comunicação de Equipamentos de Suprimento), enquanto o veículo utiliza o certificado raiz V2G predefinido de fábrica (Âncora de Confiança) para verificação cruzada. Para evitar ataques de falsificação de certificados, o sistema implementou o OCSP (Protocolo de Status de Certificado Online). Na mais recente norma ISO 15118-20, a verificação de revogação em tempo real é obrigatória para todos os certificados (incluindo certificados de Sub CA e Leaf) para garantir que cada link de comunicação esteja sob rigoroso monitoramento de conformidade.

Nesta etapa, o veículo (VE) e a estação de carregamento (EVSE) estabelecem uma conexão por meio do protocolo ISO 15118. Após a conclusão da operação de inserção do dispositivo e o estabelecimento de um link de comunicação digital, ambas as partes negociam para determinar a versão do protocolo Transport Layer Security (TLS) a ser utilizada.

• TLS 1.2é utilizado na norma ISO 15118-2;
• Ao usar oISO 15118-20padrão,TLS 1.3é adotado;

1. A estação de carregamento apresenta sua cadeia de certificados ao veículo elétrico, incluindo o certificado do Controlador de Comunicação do Equipamento de Fornecimento (SECC) e o certificado da Autoridade de Certificação Intermediária (Sub CA) do Operador de Carregamento (CPO), para concluir a autenticação de identidade confiável do veículo.
2. Os veículos elétricos utilizam âncoras de confiança pré-instaladas (ou seja, certificados raiz V2G predefinidos antes da entrega do veículo aos utilizadores) para verificar a cadeia de certificados completa submetida pelas estações de carregamento.
3. Os veículos elétricos passarão por verificação do status de revogação do certificado: De acordo com a norma ISO 15118-2, os certificados SECC são projetados com um período de validade curto (2 a 3 meses), e o status de revogação dos certificados CPO Sub CA é verificado por meio do Protocolo de Status de Certificado Online (OCSP); A norma ISO 15118-20 exige que todos os certificados passem por verificação de status de revogação por meio do OCSP.
4. Após a conclusão de todas as etapas de verificação, o veículo elétrico pode confirmar a identidade confiável da estação de carregamento, e os dados de comunicação subsequentes serão transmitidos integralmente por meio de métodos criptografados.

2. Etapa de negociação do método de reconhecimento de identidade

A lógica de exclusividade mútua entre EIM e PnC: O protocolo proíbe estritamente o reconhecimento de identidade dupla em usuários. Se for detectado que o usuário iniciou o carregamento manualmente por meio de RFID ou aplicativo (modo EIM), a estação de carregamento deve encerrar automaticamente o processo de ativação do PnC para evitar o risco comercial de cobrança duplicada.

A norma ISO 15118 define dois mecanismos de reconhecimento de identidade de sessão de cobrança:

• 1. Meios de Identificação Externa (MIE):Abrangendo cartões de identificação por radiofrequência (RFID), cartões de crédito, aplicativos móveis, códigos QR, etc.;
• 2. Plug&Charge:Um mecanismo de autenticação totalmente automatizado baseado em certificados.

Restrição principal:As estações de carregamento não devem realizar o reconhecimento de identidade dupla dos usuários. Se o usuário concluir a autenticação por meio de métodos externos, como um cartão RFID, antes de conectar o carregador, a estação de carregamento deverá desativar a função "plug and play"; caso contrário, o veículo poderá ser certificado repetidamente por meio do certificado contratual, o que pode resultar em cobranças duplicadas.

3. Etapa de verificação da identidade do veículo

Após o sistema selecionar o modo de carregamento plug and play, o veículo elétrico envia o certificado de contrato e o certificado da Autoridade Certificadora Substituta (SubCA) do Provedor de Serviços Móveis (MSP) para a estação de carregamento. Os certificados acima são integrados em uma cadeia de certificados completa, e o processo principal de verificação de identidade é oficialmente iniciado. O sistema de backend realiza diversas verificações de segurança simultaneamente para garantir a legalidade das sessões de carregamento, a validade das contas de faturamento e prevenir o risco de falsificação da identidade do veículo.

Para evitar ataques de repetição (ou seja, hackers interceptando mensagens de autorização e enviando-as repetidamente), o sistema gera um código de desafio aleatório de 128 bits. O veículo deve usar uma chave privada para assinar o código de desafio, e a estação de carregamento realizará a verificação da assinatura localmente, em nível de milissegundos, usando a chave pública do certificado do contrato. Essa criptografia assimétrica garante a unicidade e a não repudiação da autorização instantânea.

1. Verificação da validade das cargas de cobrança nas cadeias de certificados.

A estação de carregamento ou o sistema de back-end do CPO precisa concluir as duas verificações principais a seguir:

• Verificação de validade:Confirme se todos os certificados na cadeia de certificados estão dentro do período de validade;
• Verificação de autenticidade:Verificar a validade da assinatura digital completa da cadeia, desde o certificado do contrato até o certificado raiz.

O pré-requisito para implementar a verificação local é que a estação de carregamento tenha pré-configurado o certificado raiz correspondente – geralmente o certificado CA raiz V2G fornecido pelo operador PKI e, em alguns casos, o próprio certificado CA raiz do MSP (com uma proporção de aplicação relativamente baixa).

2. Verificação online do status de revogação do certificado

Parte do processo de verificação depende da interação online, e a verificação do status de revogação do certificado é um dos processos principais. A estação de carregamento iniciará uma consulta ao servidor OCSP predefinido no certificado para confirmar se os dois tipos de certificados a seguir não foram revogados:

• Certificado CPO Sub CA (aplicável às normas ISO 15118-2 e ISO 15118-20);
• Certificado de contrato (aplicável somente à norma ISO 15118-20);

3. Verificação do status da conta de faturamento

Após a conclusão do carregamento, o sistema finaliza automaticamente o processo, desde a troca de dados até o recebimento dos fundos: após verificar a validade do certificado, o CPO confirmará o status de validade do contrato de faturamento do usuário. O sistema extrairá o ID do provedor de serviços do identificador da conta de rede do veículo (EMAID), e o CPMS associará o MSP correspondente a esse ID para verificar se a conta não está suspensa ou cancelada.

4. O processo de carregamento foi iniciado.

Após a confirmação da identidade do veículo elétrico, o veículo e a estação de carregamento seguirão o processo de troca de mensagens da norma ISO 15118, negociarão os parâmetros e o tempo de carregamento e iniciarão oficialmente o serviço de carregamento.

Para concluir a função de carregamento e conexão PnC (Plug&Charge), é necessário pré-configurar, armazenar e verificar o certificado de contrato, além de confirmar o sistema de criptografia implantado internamente no veículo (VE) e na estação de carregamento (EVSE).

Conforme mencionado acima, no sistema de protocolo TLS:TLS 1.2:adaptado à norma ISO 15118-2;TLS 1.3:Compatível com a norma ISO 15118-20; ambas as partes envolvidas na comunicação precisam ter dois tipos de dados principais:Materiais de identidadeemateriais de confiançaEntre eles, o repositório de chaves armazena a chave privada do dispositivo e o certificado folha correspondente, que é usado para comprovar a “legitimidade da identidade”; o inventário de confiança armazena certificados de CA confiáveis ​​(âncoras de confiança), que são usados ​​para verificar a validade dos certificados da outra parte e responder à questão do “limite de confiança”.