电动汽车充电桩轻量级密钥管理方案

doi:10.3969/j.issn.1000-7229.2019.09.009

电力建设 ›› 2019, Vol. 40 ›› Issue (9): 73-81.doi: 10.3969/j.issn.1000-7229.2019.09.009

• 无线传感器网络与物联网技术在智能电网中的应用·栏目主持黎静华教授、覃智君副教授· • 上一篇下一篇

电动汽车充电桩轻量级密钥管理方案

谭凯1，李中伟1，关亚东1，叶麟2，佟为明1，张宝军1

1.哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院，哈尔滨市 150001；2. 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院，哈尔滨市 150001

出版日期:2019-09-01
作者简介:谭凯（1994），男，硕士研究生，主要研究方向为工控安全；李中伟（1976），男，通信作者，副教授，主要研究方向为智能电网通信及其信息安全，智能电网需求侧频率稳定与控制，智能用电管理/家庭能量管理系统；关亚东（1996），男，硕士研究生，主要研究方向为工控安全；叶麟（1982），男，博士，副教授，主要研究方向为网络安全、P2P网络、网络测量和云计算；佟为明（1964），男，博士，教授，主要研究方向为电气智能化与工业通信技术；张宝军（1993），男，硕士，主要研究方向为工控安全。
基金资助:
国家自然科学基金项目（61872111）

Lightweight Key Management Scheme Based on Communication System of Electric Vehicle Charging Piles

TAN Kai1， LI Zhongwei1， GUAN Yadong1， YE Lin2， TONG Weiming1， ZHANG Baojun1

1. School of Electrical Engineering and Automation， Harbin Institute of Technology， Harbin 150001， China；2. School of Computer Science and Technology， Harbin Institute of Technology， Harbin 150001， China

Online:2019-09-01
Supported by:
This work is supported by National Natural Science Foundation of China（No. 61872111）.

摘要/Abstract

摘要： 充电桩通信系统作为“泛在电力物联网”通信网络的重要组成部分，其密钥管理是信息安全防护措施成功实施的关键。为保证管理控制中心、电气控制柜、电动汽车充电桩三层架构的通信安全，兼顾电动汽车充电桩通信效率，提出一种轻量级的充电桩密钥管理方案（charging pile key management scheme，CPKMS），并给出了详细的密钥管理实现流程；分析了该方案的密钥安全性、前向与后向安全性、抗攻击能力及其运算负荷和密钥存储数量。分析结果表明：该方案具有抗伪造攻击、抗中间人攻击与抗重放攻击的能力，兼顾了安全性与效率，能够满足充电桩密钥管理的安全需求。

关键词: 电动汽车充电桩, 密钥管理, 充电桩密钥管理方案（CPKMS）, 信息安全

Abstract: As an important part of the communication network of ubiquitous power internet of things， the key management of charging pile communication system is important to the successful implementation of information security protection measure. In order to ensure the communication security of the three-tier architecture of backstage service management center， electrical control cabinet and electric vehicle charging piles， and to consider the efficiency of electric vehicle charging pile communication， a lightweight key management scheme （CPKMS） is proposed； The detailed implementation process of key generation， key issuance， key update and key destruction is proposed； Key security， forward and backward security， anti-attack capability， operation load and key storage quantity of CPKMS are analyzed. The analyzing results show that CPKMS can resist replay attack， forgery attack and man-in-the-middle attack. It has high security and efficiency， and can meet the safety requirements of the key management of electric vehicle charging piles.

Key words: electric vehicles charging pile, key management, charging pile key management scheme （CPKMS）, information security

中图分类号:

TM 73

谭凯，李中伟，关亚东，叶麟，佟为明，张宝军. 电动汽车充电桩轻量级密钥管理方案[J]. 电力建设, 2019, 40(9): 73-81.

TAN Kai， LI Zhongwei， GUAN Yadong， YE Lin， TONG Weiming， ZHANG Baojun. Lightweight Key Management Scheme Based on Communication System of Electric Vehicle Charging Piles[J]. Electric Power Construction, 2019, 40(9): 73-81.

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