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ISO 15118-2 PnC：TLS、X.509 憑證鏈與 Crypto Service 整合

ISO 15118-2 Plug & Charge (PnC) 透過 TLS 與 X.509 憑證鏈在電動車與充電樁之間完成自動身份驗證。本文整理 KopherBit EVCC 中 PnC 的密碼學服務整合 (CryptoService)、憑證鏈結構與 OEM Provisioning / Contract Certificate 流程。

Summary

ISO 15118-2 Plug & Charge (PnC) 透過 TLS 與 X.509 憑證鏈，讓電動車插槍即可完成身份驗證與計費識別，無需 RFID 或手機 App。其核心是兩條憑證鏈：OEM Provisioning Certificate Chain (車輛出廠時內建) 與 Contract Certificate Chain (與 Mobility Operator 綁定)，分別由 OEM Sub-CA 與 V2G Root CA 簽發。KopherBit EVCC 在 KopherSAR / KopherV2G 中提供 PnC 的密碼學服務 (CryptoService)，涵蓋憑證鏈驗證、ECDSA 簽章、TLS 握手與 OCSP 撤銷檢查。

Technical Role

PnC 是 ISO 15118-2 中安全層的核心應用流程，依賴：

  • TLS 1.2 / 1.3：建立車與充電樁之間的加密通道，雙方憑證互驗。
  • OEM Provisioning Certificate：車輛在工廠出廠時由 OEM PKI 簽發，作為車輛身份證明。
  • Contract Certificate：使用者與 Mobility Operator 簽訂合約後簽發，作為計費識別憑證；可於充電樁透過 CertificateInstallation 服務安裝。
  • V2G Root CA：產業共用信任根，由 V2G PKI 體系定義。
  • OCSP / CRL：執行時的憑證撤銷檢查。

EVCC 端的 CryptoService 模組負責所有密碼學運算：憑證鏈驗證、ECDSA 簽章與驗章、TLS 握手呼叫、PKCS#10 CSR 產生、OEM 憑證解析等。

Architecture

子系統角色
TLS Stack處理 TLS 1.2 / 1.3 握手、Cipher Suite 協商、雙向身份驗證。
X.509 Parser解析 OEM Provisioning、Contract、Sub-CA、Root CA 憑證鏈。
ECDSA Enginesecp256r1 / secp384r1 等 V2G 規範對應曲線的簽章與驗章。
OEM Trust Store內建 OEM CA 與 V2G Root CA 公鑰，作為信任錨點。
Contract Certificate Manager管理 Contract Certificate 的安裝、更新、撤銷狀態。
OCSP Client向發行 CA 查詢 Contract Certificate 撤銷狀態。
Secure Storage私鑰保護（建議綁定 HSM 或 TC387QP HSM）。
Crypto Service Configuration對應 KopherSAR 中的 Crypto / Csm / KeyM 模組配置，整合至 SWC 流程。

Key Capabilities

  • TLS 1.2 / 1.3 雙向認證，符合 ISO 15118-2 對 PnC 的強制要求。
  • 完整 V2G 憑證鏈驗證 (Leaf → Sub-CA → Root)。
  • ECDSA secp256r1 / secp384r1 簽章與驗章，對應 V2G 規範要求曲線。
  • Contract Certificate 安裝、更新、撤銷檢查 (CertificateInstallation / CertificateUpdate)。
  • 與 KopherSAR Crypto Service Manager (Csm) 整合，可使用硬體加速 (TC387QP HSM)。
  • 私鑰可儲存於 Infineon TC387QP HSM 內，避免暴露於主 Flash。

Engineering Inputs Required

輸入用途
OEM PKI 結構OEM Root CA → Sub-CA → Provisioning CA 的階層與簽章演算法。
Contract PKIMobility Operator CA 與 Sub-CA、OCSP 端點。
Trust Store預先載入的根憑證列表。
HSM 規格TC387QP HSM 配置或外部安全晶片。
安全要求TLS 版本要求、Cipher Suite 白名單、Cert Pinning 政策。
出廠流程OEM Provisioning Certificate 的生產線寫入流程與 CSR 介接。
憑證生命週期Provisioning / Contract 憑證的有效期、續簽機制。

How KopherBit Supports This

  • EVCC + CryptoService：KopherV2G 整合 KopherSAR Csm / KeyM，提供 ISO 15118-2 PnC 完整密碼學流程。
  • HSM 整合：在 KCU GEN2 (TC387QP) 上利用內建 HSM 保護私鑰。
  • OEM PKI 顧問：協助客戶設計 OEM CA 階層、生產線 CSR 流程、Trust Store 部署。
  • 驗證：KCU Gen2 Testbench 提供 PnC 流程錄影與 TLS 握手分析。

FAQ

為什麼 PnC 必須使用 TLS？

ISO 15118-2 規範 PnC 認證流程涉及計費識別（Contract Certificate），必須加密保護防止竊聽與中間人攻擊。TLS 同時保障訊息完整性與雙方真實性。

Provisioning Certificate 與 Contract Certificate 差在哪？

Provisioning Certificate 由 OEM 在出廠時寫入車輛，作為「這台車是合法 OEM 車輛」的身份證明，永久綁定。Contract Certificate 則是車主與 Mobility Operator 簽約後簽發，作為計費識別，可於合約變更時更新或撤銷。

Contract Certificate 如何安裝？

EV 在充電樁（具備 PKI 服務）上透過 CertificateInstallation 訊息流程，由後端 CPS (Charging Service Provider) 簽發並回傳給 EV。EVCC 將其儲存於安全記憶體中。

是否支援 OCSP Stapling？

ISO 15118-2 規範允許 OCSP Stapling 以降低 EV 對外網路存取需求。KopherBit EVCC 支援 OCSP Stapling 模式。

TLS 1.3 是否可用？

ISO 15118-2 在後續修訂版中加入 TLS 1.3 支援。ISO 15118-20 強制 TLS 1.3。EVCC 同時支援以涵蓋兩種協定。

私鑰保護該怎麼做？

建議將 Provisioning 與 Contract 私鑰儲存於 HSM (例如 TC387QP 內建 HSM 或外部安全元件)，避免私鑰於主 Flash 中明文存在。KopherBit 提供 HSM 整合方案。

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