CN110189473B - 一种计费控制系统的可信度量认证交互方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种计费控制系统的可信度量认证交互方法及装置，应用于计费控制系统，包括：计费控制单元及充电控制器，该认证交互方法包括：充电控制器向计费控制单元发送度量申请帧；充电控制器接收所述计费控制单元根据所述度量申请帧反馈的申请应答帧，建立可信连接管道；充电控制器调用可信内核代理生成校验数据帧并发送至计费控制单元；充电控制器接收可信核心计费控制单元根据校验数据帧反馈的校验应答帧，校验应答帧中包含校验结果；当校验结果为通过时，加载并运行充电控制器中的程序。利用本发明的计费控制系统的可信度量认证交互方法，可以有效的解决无人值守终端缺乏安全防护的问题，实现充电桩对恶意代码的主动裁决式安全免疫。
Description
技术领域
本发明涉及计算平台技术领域，具体涉及一种计费控制系统的可信度量认证交互方法及装置。
背景技术
可信计算是指计算机运算的同时进行安全防护，使操作和过程行为在任意条件下的结果总是与预期一样，计算全程可测可控，不被干扰，是一种运算和防护并存，自我免疫的新计算模式。伴随新能源事业的发展，电力生产现场出现了大量的充电桩设备，以满足电动汽车充换电的需求，其核心计费单元(TCU)则承载了主要的计算、计量等功能，具有较强的运算能力，因此，也存在给予攻击者更多的资源、更高的权限可以进行逻辑编程攻击的隐患。然而，其嵌入式终端的特性致使其尚处于没有合理有效的安全防护手段保护的境地。因此，需要引入适合于充电桩户外无人值守、TCU执行功能固定等条件的主动免疫、主动裁决的可信计算技术构建可信TCU，解决其面临的有针对性的、拥有丰富资源的威胁势力的攻击问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种计费控制系统的可信度量认证交互方法及装置，以解决户外无人值守的充电桩核心计费单元的安全隐患。
第一方面，本发明实施例提供了一种计费控制系统的可信度量认证交互方法，包括：充电控制器包括可信内核代理；可信内核代理向计费控制单元发送度量申请帧；可信内核代理接收计费控制单元根据度量申请帧反馈的申请应答帧，建立可信连接管道；可信内核代理生成校验数据帧并发送至计费控制单元；可信内核代理接收可信核心计费控制单元根据校验数据帧反馈的校验应答帧，校验应答帧中包含校验结果；当校验结果为通过时，加载并运行充电控制器中的程序。
结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，可信内核代理生成校验数据帧，包括：根据充电控制器预设的可信内核代理库文件及调用函数，对充电控制器执行程序进行完整性度量运算，生成完整性度量值；根据完整性度量值封装入计费控制单元和充电控制器之间通信协议的扩展字段生成校验数据帧。
本发明实施例所具备的有益效果是，计费控制系统与充电控制器可信通信指令扩展协议，通过扩展协议可以实现充电控制器可信度量，在不改动原有CAN总线通信的情况下实现了对可信度量值的数据传输。
结合第一方面第一实施方式，在第一方面第二实施方式中，该可信度量认证交互方法还包括，将完整性度量值存储于可信度量设备。
结合第一方面，在第一方面第三实施方式中，根据校验结果调用可信内核代理进行可信度量，包括：判断校验结果是否为校验通过；如果是校验通过，建立计费控制单元及充电控制器的业务连接；如果校验不通过，则阻断业务连接及业务启动。
本发明实施例所具备的有益效果是，支持充电控制器的可信代理实现方式，实现了对充电控制器计算环境的完整性度量运算以及根据核心计费单元的度量校验结果完成对充电控制器业务连接和业务程序的主动控制。
结合第一方面，在第一方面第四实施方式中，计费控制单元具有可信系统环境存储充电控制器的度量基准值，具有校验充电控制器校验数据帧发送的度量值的能力。
第二方面，本发明实施例提供一种可信度量认证交互装置，应用于计费控制系统，计费控制系统包括：计费控制单元及充电控制器，装置包括：度量申请帧发送模块，用于向计费控制单元发送度量申请帧；建立认证连接模块，用于接收计费控制单元根据度量申请帧反馈的申请应答帧，建立可信连接管道；校验数据帧发送模块，用于调用运行模块的完整性度值生成校验数据帧并发送至计费控制单元；校验应答帧接收模块，用于接收计费控制单元根据校验数据帧反馈的校验应答帧，校验应答帧中包含校验结果；程序运行模块，用于当校验结果为校验通过时，加载并运行充电控制器中的程序。
结合第二方面，在第二方面第一实施方式中，计费控制单元及充电控制器还包括：完整性度量运算模块，用于根据充电控制器预设的可信内核代理库文件及调用函数，对充电控制器执行程序进行完整性度量运算，生成完整性度量值；校验结果判断模块，用于判断校验结果是否为校验通过；连接建立模块，如果是校验通过，连接建立模块用于建立计费控制单元及充电控制器的业务连接；阻断模块，如果校验不通过，阻断模块用于阻断业务连接及业务启动。
第三方面，本发明实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，计算机指令用于使计算机执行第一方面或者第一方面的任意一种可选方式中的可信度量认证交互方法。
第四方面，本发明实施例提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算程序，计算机程序包括程序指令，当程序指令被计算机执行时，使计算机执行第一方面或者第一方面的任意一种可选方式中的可信度量认证交互方法。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1示出了发明实施例中提供的是可信代理实施步骤示意图；
图2示出了发明实施例中计费控制单元和充电控制器交互流程图；
图3示出了发明实施例中可信通信指令扩展协议示意图；
图4示出了发明实施例中提供的是可信代理实现流程示意图；
图5示出了发明实施例中计算机设备的一个结构示意图；
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
可信计算是指计算机运算的同时进行安全防护，使操作和过程行为在任意条件下的结果总是与预期一样，计算全程可测可控，不被干扰，是一种运算和防护并存，自我免疫的新计算模式。伴随新能源事业的发展，电力生产现场出现了大量的充电桩设备，以满足电动汽车充换电的需求，其核心计费单元(TCU)则承载了主要的计算、计量等功能，具有较强的运算能力，但也存在给予攻击者更多的资源、更高的权限可以进行逻辑编程攻击的隐患。然而，其嵌入式终端的特性致使其尚处于没有合理有效的安全防护手段保护的境地，因此，需要引入适合于充电桩户外无人值守、TCU执行功能固定等条件的主动免疫、主动裁决的可信计算技术构建可信TCU，解决其面临的有针对性的、拥有丰富资源的威胁势力的攻击问题。基于此，本发明提供的一种充电桩核心模块间的可信度量扩展机制，支持充电桩核心计费单元与充电控制器的可信度量交互流程，以核心计费单元作为信任根完成对充电控制器的度量；计费控制系统与充电控制器可信通信指令扩展协议，通过扩展协议可以实现充电控制器可信度量，在不改动原有CAN总线通信的情况下实现了对可信度量值的数据传输。支持充电控制器的可信代理实现方法，实现了对充电控制器计算环境的完整性度量运算以及根据核心计费单元的度量校验结果完成对充电控制器业务连接和业务程序的主动控制，进而实现了充电桩整体计量和控制环境的安全可信，解决无人、值守终端设备缺乏安全防护的问题，实现充电桩对恶意代码的主动裁决式安全免疫。
下面将对本发明中的计费控制系统的可信度量认证交互方法进行介绍，请参阅图1，包括计费控制系统充电控制器初始化阶段、充电控制器启动度量阶段、计费控制系统度量阶段。
第一阶段：计费控制系统充电控制器初始化阶段。进行上电操作，启动计费控制系统，初始化CAN接口。然后，对充电器启动度量，充电控制器通过CAN接口向计费控制单元发送度量申请帧；
第二阶段：充电控制器启动度量阶段，包括四个步骤：
步骤S1：可信内核代理接收计费控制单元根据度量申请帧反馈的申请应答帧，建立可信连接管道；
步骤S2：可信内核代理生成校验数据帧并通过CAN接口发送至计费控制单元；
步骤S3：可信内核代理接收可信核心计费控制单元根据校验数据帧反馈的校验应答帧，校验应答帧中包含校验结果；当校验结果为通过时，加载并运行充电控制器中的程序。
步骤S4：可信内核代理生成校验数据帧，包括：根据充电控制器预设的可信内核代理库文件及调用函数，对充电控制器执行程序进行完整性度量运算，生成完整性度量值；根据完整性度量值封装入计费控制单元和充电控制器之间通信协议的扩展字段生成校验数据帧。将完整性度量值存储于可信度量设备。
第三阶段：计费控制系统度量阶段，根据校验结果调用可信内核代理进行可信度量，判断校验结果是否为校验通过；如果是校验通过，建立计费控制单元及充电控制器的业务连接；如果校验不通过，则阻断业务连接及业务启动。充电控制器的可信代理实现方式，实现了对充电控制器计算环境的完整性度量运算以及根据核心计费单元的度量校验结果完成对充电控制器业务连接和业务程序的主动控制。
本发明实施例中充电桩核心计费单元与充电控制器的可信度量交互流程图；如图2所示，通过核心计费单元和充电控制器之间的度量申请和应答、校验数据提交和应答两次交互建立可信度量的数据连接。具体地，可信内核代理向计费控制单元发送度量申请帧；可信内核代理接收计费控制单元根据度量申请帧反馈的申请应答帧，建立可信连接管道；可信内核代理生成校验数据帧并发送至计费控制单元；可信内核代理接收可信核心计费控制单元根据校验数据帧反馈的校验应答帧，校验应答帧中包含校验结果。
可选地，如图3所示，计费控制系统的通信指令扩展协议的设计，通过在核心计费单元和充电控制器现有通信协议的参数组编号(PGN)中扩展相应的四组指令字段支撑度量申请和应答、校验数据提交和应答两个交互过程。计费控制系统与充电控制器建立可信通信指令扩展协议，通过扩展协议可以实现充电控制器可信度量，在不改动原有CAN总线通信的情况下实现了对可信度量值的数据传输，可在不改动原有CAN总线通信的情况下实现对可信度量值的数据传输。具体地，上述充电控制器可以是任何简单终端。
本发明实施例还提供一种可信度量认证交互装置应用于计费控制系统，计费控制系统包括：计费控制单元及充电控制器，装置包括：度量申请帧发送模块，用于向计费控制单元发送度量申请帧；建立认证连接模块，用于接收计费控制单元根据度量申请帧反馈的申请应答帧，建立可信连接管道；校验数据帧发送模块，用于调用运行模块的完整性度值生成校验数据帧并发送至计费控制单元；校验应答帧接收模块，用于接收计费控制单元根据校验数据帧反馈的校验应答帧，校验应答帧中包含校验结果；运行模块，用于当校验结果为校验通过时，加载并运行充电控制器中的程序。
可选地，计费控制单元及充电控制器还包括：完整性度量运算模块，用于根据充电控制器预设的可信内核代理库文件及调用函数，对充电控制器执行程序进行完整性度量运算，生成完整性度量值；校验结果判断模块，用于判断校验结果是否为校验通过；连接建立模块，如果是校验通过，连接建立模块用于建立计费控制单元及充电控制器的业务连接；阻断模块，如果校验不通过，阻断模块用于阻断业务连接及业务启动。
本发明实施例中提供了计费控制装置，该装置如图4所示，计算机设备包括：处理器61和存储器62。本领域技术人员将领会，计算机设备还可以包括其它组件，例如在计算机中常见的各种组件。存储器62和处理器61之间相互通信，存储器62用于存储计算机指令，计算机指令在处理器61执行时促使流量检测装置执行上述各方面中所描述的方法。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-StateDrive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (8)
1.一种计费控制系统的可信度量认证交互方法，其特征在于，所述方法应用于计费控制系统，所述计费控制系统包括：计费控制单元及充电控制器，所述充电控制器内包含可信内核代理，所述方法包括：
所述可信内核代理向所述计费控制单元发送度量申请帧；
所述可信内核代理接收所述计费控制单元根据所述度量申请帧反馈的申请应答帧，建立可信连接管道；
所述可信内核代理生成校验数据帧并发送至所述计费控制单元；
所述可信内核代理接收所述可信核心计费控制单元根据所述校验数据帧反馈的校验应答帧，所述校验应答帧中包含校验结果；
当所述校验结果为通过时，加载并运行所述充电控制器中的程序；
充电控制器所述可信内核代理生成校验数据帧，包括：
根据所述充电控制器可信内核代理库文件及调用函数，对所述充电控制器执行程序进行完整性度量运算，生成完整性度量值；
根据所述完整性度量值封装入所述计费控制单元和所述充电控制器之间通信协议的扩展字段生成所述校验数据帧。
2.根据权利要求1所述的可信度量认证交互方法，其特征在于，还包括：将所述完整性度量值存储于可信度量设备。
3.根据权利要求1所述的可信度量认证交互方法，其特征在于，所述根据所述校验结果调用可信内核代理进行可信度量，包括：
判断所述校验结果是否为校验通过；
如果是校验通过，建立所述计费控制单元及充电控制器的业务连接；
如果校验不通过，则阻断业务连接及业务启动。
4.根据权利要求1所述的可信度量认证交互方法，其特征在于，还包括：所述计费控制单元具有可信系统环境存储所述充电控制器的度量基准值，具有校验所述充电控制器校验数据帧发送的度量值的能力。
5.一种可信度量认证交互装置，其特征在于，所述装置应用于计费控制系统，所述计费控制系统包括：计费控制单元及充电控制器，所述装置包括：
度量申请帧发送模块，用于向所述计费控制单元发送度量申请帧；
建立认证连接模块，用于接收所述计费控制单元根据所述度量申请帧反馈的申请应答帧，建立可信连接管道；
校验数据帧发送模块，用于调用运行模块的完整性度值生成校验数据帧并发送至所述计费控制单元；
校验应答帧接收模块，用于接收所述计费控制单元根据所述校验数据帧反馈的校验应答帧，所述校验应答帧中包含校验结果；
程序运行模块，用于当所述校验结果为校验通过时，加载并运行所述充电控制器中的程序；
完整性度量运算模块，用于根据充电控制器预设的可信内核代理库文件及调用函数，对所述充电控制器执行程序进行完整性度量运算，生成完整性度量值；
根据所述完整性度量值封装入所述计费控制单元和所述充电控制器之间通信协议的扩展字段生成所述校验数据帧。
6.根据权利要求5所述的可信度量认证交互装置，其特征在于，还包括：
校验结果判断模块，用于判断所述校验结果是否为校验通过；
连接建立模块，用于如果是校验通过，所述连接建立模块用于建立所述计费控制单元及充电控制器的业务连接；
阻断模块，用于如果校验不通过，所述阻断模块用于阻断业务连接及业务启动。
7.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一项所述的可信度量认证交互方法。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如权利要求1-4中任一项所述的可信度量认证交互方法。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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