Podrobné vysvetlenie technického princípu fungovania nabíjacej služby PnC Plug&Charge -1

1. Fáza budovania dôvery medzi vozidlami a nabíjacími stanicami

Overenie totožnosti:Nabíjacia stanica overuje svoju identitu prostredníctvom certifikátu SECC (Supply Equipment Communication Controller), zatiaľ čo vozidlo používa prednastavený koreňový certifikát V2G (Trust Anchor) na krížové overenie. Aby sa predišlo útokom sfalšovania certifikátov, systém zaviedol protokol OCSP (Online Certificate Status Protocol). V najnovšej norme ISO15118-20 je overovanie zrušenia v reálnom čase povinné pre všetky certifikáty (vrátane certifikátov Sub CA a Leaf), aby sa zabezpečilo, že každé komunikačné spojenie je pod prísnym monitorovaním súladu s predpismi.

V tejto fáze si vozidlo (EV) a nabíjacia stanica (EVSE) podávajú ruky na základe protokolu ISO 15118. Po dokončení operácie vloženia pištole a vybudovaní digitálneho komunikačného spojenia obe strany rokujú o určení verzie aplikácie protokolu TLS (Transport Layer Security Protocol):

• TLS 1.2používa sa v norme ISO 15118-2;
• Pri použitíISO 15118-20štandard,TLS 1.3je prijatý;

1. Nabíjacia stanica predloží elektrickému vozidlu svoj certifikačný reťazec vrátane certifikátu Supply Equipment Communication Controller (SECC) a certifikátu Charge Operator (CPO) Intermediate Certificate Authority (Sub CA), aby dokončila overenie dôveryhodnej identity vozidla.
2. Elektromobily používajú vopred nainštalované dôveryhodné certifikáty (t. j. koreňové certifikáty V2G vopred nastavené pred dodaním vozidla používateľom) na overenie celého reťazca certifikátov odoslaných nabíjacími stanicami.
3. Elektrické vozidlá budú podrobené overeniu stavu zrušenia certifikátu: Podľa normy ISO 15118-2 sú certifikáty SECC navrhnuté s krátkodobou platnosťou (2 – 3 mesiace) a stav zrušenia certifikátov CPO Sub CA sa overuje prostredníctvom protokolu Online Certificate Status Protocol (OCSP); Norma ISO 15118-20 vyžaduje, aby všetky certifikáty prešli overením stavu zrušenia prostredníctvom protokolu OCSP.
4. Po absolvovaní všetkých overovacích krokov môže elektrické vozidlo potvrdiť dôveryhodnú identitu nabíjacej stanice a následné kompletné komunikačné údaje budú prenesené pomocou šifrovaných metód.

2. Fáza vyjednávania metódy rozpoznávania identity

Vzájomne sa vylučujúca logika medzi EIM a PnC: Protokol prísne zakazuje vykonávanie „dvojitého rozpoznávania identity“ u používateľov. Ak sa zistí, že používateľ manuálne spustil proces prostredníctvom RFID alebo aplikácie (režim EIM), nabíjacia stanica musí automaticky ukončiť proces spustenia PnC, aby sa predišlo obchodnému riziku duplicitnej fakturácie.

Norma ISO 15118 definuje dva mechanizmy rozpoznávania identity pri nabíjaní:

• 1. Prostriedky externej identifikácie (EIM):zahŕňajúce karty rádiofrekvenčnej identifikácie (RFID), kreditné karty, mobilné aplikácie, QR kódy atď.;
• 2. Zapojenie a nabíjanie:Plne automatizovaný mechanizmus autentifikácie založený na certifikátoch.

Základné obmedzenie:Nabíjacie stanice nesmú vykonávať dvojité rozpoznávanie identity používateľov. Ak používateľ vykoná autentifikáciu prostredníctvom externých prostriedkov, ako je napríklad RFID karta, pred pripojením nabíjacej pištole, nabíjacia stanica by mala ukončiť spustenie funkcie plug and play; v opačnom prípade môže dôjsť k opakovanej certifikácii vozidla prostredníctvom zmluvného certifikátu, čo vedie k riziku duplicitnej fakturácie.

3. Fáza overenia identity vozidla

Keď systém zvolí režim nabíjania typu „plug and play“, elektrické vozidlo odošle do nabíjacej stanice zmluvný certifikát a podporný certifikát subcertifikačnej autority poskytovateľa mobilných služieb (MSP). Vyššie uvedené certifikáty sú integrované do kompletného reťazca certifikátov a oficiálne sa spustí proces overovania základnej identity. Backend synchrónne vykoná viacero bezpečnostných kontrol, aby komplexne zabezpečil legálnosť nabíjacích relácií, platnosť fakturačných účtov a zabránil riziku falšovania identity vozidla.

Aby sa zabránilo útokom opakovaného prehrávania (t. j. hackerom zachytávajúcim autorizačné správy a ich opakovanému odosielaniu), systém generuje 128-bitový náhodný výzvu na overenie. Vozidlo musí na podpísanie výzvy použiť súkromný kľúč a nabíjacia stanica vykoná lokálne overenie podpisu na milisekundovej úrovni pomocou verejného kľúča zmluvného certifikátu. Toto asymetrické šifrovanie zaisťuje jedinečnosť a nepopierateľnosť okamžitej autorizácie.

1. Overenie platnosti nabíjacích kôp na reťazcoch certifikátov

Nabíjacia stanica alebo systém CPO musí absolvovať nasledujúce dve základné overenia:

• Overenie platnosti:Potvrďte, že všetky certifikáty v reťazci certifikátov sú v rámci svojej doby platnosti;
• Overenie pravosti:Overte platnosť digitálneho podpisu celého reťazca od zmluvného certifikátu až po koreňový certifikát.

Predpokladom pre implementáciu lokálneho overenia je, aby nabíjacia stanica mala prednastavený zodpovedajúci koreňový certifikát – zvyčajne certifikát koreňovej CA V2G poskytnutý operátorom PKI a v niektorých prípadoch vlastný certifikát koreňovej CA poskytovateľa spravovaných služieb (s relatívne nízkym podielom aplikácií).

2. Online overenie stavu zrušenia certifikátu

Časť overovacieho procesu sa spolieha na online interakciu a overenie stavu zrušenia certifikátu je jedným z hlavných procesov. Nabíjacia stanica iniciuje dotaz na prednastavený OCSP respondér v certifikáte, aby potvrdila, že nasledujúce dva typy certifikátov neboli zrušené:

• Certifikát CPO Sub CA (platí pre normy ISO 15118-2 aj ISO 15118-20);
• Zmluvný certifikát (platí len pre normu ISO 15118-20);

3. Overenie stavu fakturačného účtu

Po dokončení účtovania systém automaticky dokončí proces od výmeny údajov až po prijatie finančných prostriedkov: Po overení platnosti certifikátu CPO potvrdí stav platnosti fakturačnej zmluvy používateľa. Systém extrahuje ID poskytovateľa služieb z identifikátora sieťového účtu vozidla (EMAID) a CPMS priradí príslušného MSP k tomuto ID, aby overil, či účet nie je v pozastavenom alebo zrušenom stave.

4. Proces nabíjania sa začal

Po potvrdení identity elektrického vozidla vozidlo a nabíjacia stanica postupujú podľa procesu výmeny správ podľa normy ISO 15118, dohodnú parametre a čas nabíjania a oficiálne spustia nabíjaciu službu.

Na dokončenie funkcie plug and charge (zapoj a nabíjaj) PnC je potrebné prednastaviť, uložiť a overiť zmluvný certifikát a potvrdiť šifrovaný materiálový systém nasadený interne na strane vozidla (EV) a na strane pilota (EVSE).

Ako už bolo spomenuté, v systéme protokolu TLS:TLS 1.2:prispôsobené norme ISO 15118-2;TLS 1.3:Kompatibilné s normou ISO 15118-20; Obe komunikačné strany musia mať dva typy základných údajov:Identifikačné materiályadôveryhodné materiályMedzi nimi úložisko kľúčov uchováva súkromný kľúč zariadenia a zodpovedajúci listový certifikát, ktorý sa používa na preukázanie „legitimity identity“; inventár dôveryhodnosti uchováva dôveryhodné certifikáty CA (kotvy dôveryhodnosti), ktoré sa používajú na overenie platnosti certifikátov druhej strany a zodpovedanie otázky „hranice dôveryhodnosti“.