CN113613944A - 电动车辆充电站系统 - Google Patents

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A·特罗亚
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Abstract

一种电动车辆充电站系统至少具有EV充电站，所述EV充电站包含：供应部分，其被配置成将电能供应到至少一个车辆电池；计算装置，其被配置成管理电能到电动车辆的供应；以及站点应用的交易模块，其存储在所述EV充电站的所述计算装置中且可由所述EV充电站的所述计算装置执行。所述交易模块和所述EV充电站或电动车辆的或与所述EV充电站或电动车辆相关联的其它模块可利用非对称密码术和对等网络及系统来实现电能从所述EV充电站到电动车辆的安全供应，以及关于将电能供应到所述车辆的站点的信息的记录。

Description

电动车辆充电站系统
相关申请
本申请要求2019年3月25日提交的且标题为“电动车辆充电站系统(ELECTRICVEHICLE CHARGING STATION SYSTEM)”的第16/363,060号美国专利申请的优先权，所述美国专利申请的整个公开内容在此以引用的方式并入本文中。
技术领域
本文中所公开的至少一些实施例大体来说涉及电动车辆充电站系统，且更明确地说涉及使用非对称密码术和对等网络及系统的电动车辆充电站系统。
背景技术
电动车辆充电站，也被称为EV充电站，是供应电能以用于为例如插电式电动车辆等电动车辆再充电的基础架构中的元件，所述插电式电动车辆包含电动汽车、邻里电动车辆和插电式混合动力车辆。一些电动车辆具有可插入到标准电源插座或大容量电器插座中的车载转换器。其它电动车辆可能需要或使用提供电气转换或监视的充电站。当车辆行进较长距离时，也需要所述站点。EV充电站可支持在比从住宅电动车辆服务设备可获得的电压和电流更高的电压和电流下更快地充电。公共EV充电站通常是由电力公司提供的街边设施，或位于零售购物中心且由私人公司运营。
非对称密码术，也被称为公用密钥密码术，是使用如下密钥对的密码系统：可广泛散播的公用密钥，以及仅私用密钥的所有者知晓的私用密钥。非对称密码术提供认证和加密，在认证过程中，公用密钥校验配对的私用密钥的持有者发送了消息，且在加密过程中，仅配对的私用密钥持有者可解密用公用密钥加密的消息。在非对称密码术系统中，任何人可以使用接收方的公用密钥对消息进行加密。仅可用接收方的私用密钥对所述经加密消息进行解密。有效的安全性需要保持私用密钥私密，而公用密钥可公开散布。
对等(P2P)计算或联网是在对等计算装置之间分割任务或工作负荷的分布式应用架构。对等计算装置可以是应用中的同等权利的参与方。对等计算装置据称形成节点的对等网络。对等计算装置，作为相对于彼此独立操作的装置，使例如处理功率、磁盘存储装置或网络带宽等其资源的一部分直接可用于其它网络参与方，而不需要服务器或其它类型的中心计算装置的中心协调。
附图说明
根据下文给出的详细描述和本公开的各个实施例的附图，将更充分地理解本公开。
图1示出根据本公开的一些实施例可使用非对称密码术和一或多个对等网络及系统实施电动车辆充电站系统的实例计算系统。
图2示出根据本公开的一些实施例的实例EV充电站的实例部分。
图3示出根据本公开的一些实施例的实例电动车辆的实例部分。
图4是根据本公开的一些实施例由实例EV充电站的实例部分执行的实例方法的流程图。
图5是根据本公开的一些实施例由实例电动车辆的实例部分执行的实例方法的流程图。
图6示出根据本公开的一些实施例在从实例电动车辆的实例计算装置发送到实例EV充电站的实例计算装置的实例通信中包含的实例数据。
图7示出根据本公开的一些实施例在从EV充电站的实例计算装置发送到实例电动车辆的实例计算装置的实例通信中包含的实例数据。
图8示出块的实例块链的一部分，其中每一块包含关于实例EV充电站将电能供应到实例电动车辆的例项的信息。
图9A示出根据一些实施例用于生成三元组的设备或非暂时性计算机可读存储介质。
图9B示出根据一些实施例用于校验三元组和生成第二层三元组的设备或非暂时性计算机可读存储介质。
具体实施方式
本公开的至少一些方面是针对使用非对称密码术和/或对等网络及系统的电动车辆充电站系统。在一些实例中，所述系统使用块链的块来记录关于EV充电站将电能供应到电动车辆的例项的信息。
在一些实施例中，系统使用非对称密码术进行车辆和充电站之间的消息交换。所述系统可使用基于非对称密码术的证书来展示车辆和充电站的装置的身份。并且，所述系统可使用对等网络和系统来维持EV充电站和车辆之间的消息交换的完整性。举例来说，块链网络和系统可由系统的一些实例使用。
前述特征可用于保护和维持车辆和EV充电站之间的交易的完整性。这些方之间的消息交换是可经由装置身份组成系统保护的过程。在一些实施例中，由消息交换产生的交易记录和/或状态可存储在块链上。因此，记录的完整性由块链保护。非对称密码术可用于车辆和充电站之间的相互认证，其可见于证书、所交换消息上的数字签名和/或装置身份组成系统的实施方案中。每一方拥有来自相互认证的另一方的公用密钥。在例如存在激活的预订的情况下，两方可接受彼此的证书。并且，证书的交换可确认每一身份以及各方知晓彼此以及确认车辆和站点之间存在预订，使得可根据所述预订处理支付。
装置身份组成系统可用于非对称密码术。在此些实施例中，私用密钥可以是或可以基于称为唯一装置机密(Unique Device Secret，UDS)的机密值，所述机密值是在车辆的计算装置和/或EV充电站的计算装置的制造期间注入的。并且，在一些实施例中，装置身份组成系统可包含层L0，其通过使用密钥导函数(key derivative function，KDF)导出KL0，融合派生机密(Fuse Derived Secret，FDS)。以算法方式，KL0＝KDF[UDS,HASH(“L1的身份”)]。其它层(Lk)可向接下来的层(Lk+1)提供密钥和证书的集合。所述层是以不变加载器L0开始的装置架构的层、接着是装置身份组成系统核心L1、应用固件L2、操作系统和应用Lk+1。每一层可为下一层提供完整性，以此类推。并且，每一层可校验展示车辆和EV充电站的装置的身份的证书。
并且，为了避免中间人攻击(man-in-middle attack)，车辆和EV充电站消息交换可打包有在车辆的充电期间发生的充电状态。中间人攻击可因有效车辆被认证在站点充电时另一车辆趋近站点而发生。在有效车辆和站点已经相互认证以开始充电会话之后，且在会话的中间，另一车辆可能连接到站点。这可致使对所述另一车辆的充电由所述有效车辆付费。为了避免这种情况发生，有效车辆和站点还可在会话期间定期传送经签名消息以避免另一车辆使用有效车辆的记账信息充电。并且，可通过在每一消息中包含新鲜因子来区分来自有效车辆的每一消息，使得另一车辆无法简单地记录从有效车辆接收的消息且一次又一次地重新发送所述消息并假装是有效车辆。并且，消息可由有效车辆签名使得另一车辆无法模仿有效车辆。
并且，可使用一或多个分类账(例如，块链的一或多个块)来记录车辆和站点之间交换的消息。举例来说，每一站点可具有其自身的与其相关联的分类账。每一分类账可由块链实施，使得分类账中的每一记录的消息可经由块链的块的散列特征而维持其完整性。
在一些实施例中，块链的每一块可呈现由车辆或站点发送的一条消息或多条消息。或者，块链的每一块可呈现车辆和站点之间的电能供应交易的例项。每一块可包含具有先前块的散列和自身的散列的标头。自身的散列可以是编码或散列到Merkle树中的块的数据，或可使用某一其它算法。因为每一块具有先前块的散列，所以块无法被攻击者无效地替代，且链可维持其完整性。块还可具有一或多个车辆和一或多个站点之间的电力供应交易的一或多个例项。
图1示出根据本公开的一些实施例可使用非对称密码术和一或多个对等网络及系统实施电动车辆充电站系统的实例计算系统100。系统100至少包含EV充电站102、电动车辆104、一或多个通信网络118、例如车辆160和170等额外车辆、额外EV充电站150，以及例如计算节点182等对等网络的至少一个典型计算节点。
EV充电站102至少包含供应部分106、充电站计算装置110，以及充电站计算装置110和供应部分106之间的通信耦合114，所述充电站计算装置具有包含块链模块122和交易模块124的车辆充电应用120。电力供应耦合107可将站点102的供应部分106与车辆的电池(例如，电动车辆104的电池108)物理地连接。
电动车辆104至少包含电池108、车辆计算装置112，以及车辆计算装置112和电池108之间的通信耦合116，所述车辆计算装置具有包含块链模块122和交易模块144的车辆充电应用140。电力供应耦合107可将站点102的供应部分106与电池108物理地连接。所述连接可经由电线、线缆，或用于传输电能以供应能量来为车辆的电池充电的另一类型的介质。
通信网络118至少包含广域网(WAN)、局域网(LAN)、内联网、外联网、因特网，和/或其任何组合。
车辆160和170中的每一个包含电动车辆的部分，例如示出的计算装置162和172。EV充电站150还包含计算装置152以及EV充电站的其它部分。本文中所描述的计算装置(例如，计算装置110、112、152、162和172)和对等网络的实例典型计算节点、计算节点182，和/或中描述的任何其它计算机系统或计算机器可以是个人计算机(PC)、平板PC、机顶盒(STB)、个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、网络器具、服务器、网络路由器、开关或桥接器，或能够执行指定待由所述机器采取的动作的指令集(循序或以其它方式)的任何机器。此外，虽然针对图1的所示出的计算装置和计算节点182中的每一个说明单个机器，但术语“机器”还应理解为包含个别地或联合地执行一(或多个)指令集以执行本文所论述的方法或操作中的任何一或多个的机器的任何集合。并且，图1的所示出的计算装置(和本文中所描述的其它计算装置)和计算节点182中的每一个可各自至少包含总线和/或母板、一或多个控制器(例如一或多个CPU)、可包含临时数据存储装置的主存储器、至少一种类型的网络接口、可包含永久数据存储装置的存储系统，和/或其任何组合。
图2示出根据本公开的一些实施例的实例EV充电站200的实例部分。EV充电站200可以通信方式耦合到网络118，如所展示。在一些实施例中，EV充电站200是站点102或图1中示出的其它EV充电站中的任一个。EV充电站200至少包含总线204、控制器206(例如CPU)、主存储器208、网络接口210、数据存储系统212、电力供应214或至少到电力供应的连接，以及供应部分216。取决于实施方案，电力供应接口217可将供应部分216物理地耦合到图3中示出的电动车辆300的充电器314和/或电池316。总线204以通信方式耦合控制器206、主存储器208、网络接口210、数据存储系统212和供应部分216，且所有这些部分可以是充电站计算装置(例如，充电站计算装置110)的部分。EV充电站200包含计算机系统，所述计算机系统至少包含控制器206、主存储器208(例如，只读存储器(ROM)、快闪存储器、例如同步DRAM(SDRAM)或Rambus DRAM(RDRAM)等动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)等)，以及数据存储系统212，其经由总线204(其可包含多个总线)彼此通信。
换句话说，图2是具有本公开的实施例可在其中操作的计算机系统的实例EV充电站200的框图。在一些实施例中，计算机系统可包含指令集，用于在被执行时致使机器执行本文所论述的方法中的任何一种或多种。在此些实施例中，机器可以连接(例如，经由网络接口210联网)到LAN、内联网、外联网和/或因特网(例如，网络118)中的其它机器。所述机器还可作为对等(或分布式)网络环境(例如，本文中所描述的对等网络)中的对等机器或作为云计算基础架构或环境中的服务器或客户端机器在客户端-服务器网络环境中的服务器或客户端机器的容量中操作。
控制器206表示一或多个通用处理装置，例如微处理器、中央处理单元等。更确切地说，处理装置可以是复杂指令集计算(CISC)微处理器、精简指令集计算(RISC)微处理器、超长指令字(VLIW)微处理器，或实施其它指令集的处理器，或实施指令集的组合的处理器。控制器206也可为一或多个专用处理装置，例如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、网络处理器等。控制器206被配置成执行指令以用于执行本文所论述的操作和步骤。控制器206可进一步包含例如网络接口210等网络接口装置以经由一或多个通信网络(例如网络118)通信。
数据存储系统212可包含机器可读存储介质(也称为计算机可读介质)，其上存储有体现本文中所描述的任何一或多种方法或功能的一或多个指令集或软件。指令也可以在其由计算机系统执行期间完全地或至少部分地驻留于主存储器208内和/或控制器206内，主存储器208和控制器206也构成机器可读存储介质。虽然存储器、控制器和数据存储装置部分在实例实施例中展示为各自是单个部分，但每一部分应被认为包含可以存储指令并且执行它们的相应操作的单个部分或多个部分。术语“机器可读存储介质”还应被认为包含能够存储或编码供机器执行的指令集且致使机器执行本公开的方法中的任何一种或多种的任何介质。术语“机器可读存储介质”应相应地被理解为包含(但不限于)固态存储器、光学介质和磁性介质。
在站点200中，电力经由供应部分216传输，所述供应部分可经由来自总线204的信号控制，所述信号可以是来自控制器206的信号。电力接着从供应部分216传输到电力供应接口217。在电动车辆(例如，图3中示出的车辆300)中，接口217中接收的电力传输到车辆的电池(例如，图3中展示的电池316)中。充电器控制电池的充电。如果充电器在站点中或是站点的一部分，则充电器由来自总线304的信号控制。如果充电器在车辆中或是车辆的一部分(例如，见图3中展示的充电器314)，则充电器由车辆的总线控制。供应部分216可以是或包含充电器，且在此些实例中，充电器可根据某一充电标准转换来自电力供应214的可用电力。
图3示出根据本公开的一些实施例的实例电动车辆300的实例部分。车辆300可以通信方式耦合到网络118，如所展示。在一些实施例中，车辆300是车辆104或图1中示出的其它车辆中的任一个。电动车辆300至少包含总线304、控制器306(例如，CPU)、主存储器308、网络接口310、存储系统312、充电器314或至少到充电器的连接，和电池316。取决于实施方案，电力供应接口217可将供应部分216电耦合到图3中示出的电动车辆300的充电器314或电池316。总线304以通信方式耦合控制器306、主存储器308、网络接口310、数据存储系统312、充电器314和电池316，且所有这些部分可以是车辆计算装置(例如，车辆计算装置112)的部分。电动车辆300包含计算机系统，所述计算机系统至少包含控制器306、主存储器308(例如，只读存储器(ROM)、快闪存储器、例如同步DRAM(SDRAM)或Rambus DRAM(RDRAM)等动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)等)，以及数据存储系统312，其经由总线304(其可包含多个总线)彼此通信。
换句话说，图3是具有本公开的实施例可在其中操作的计算机系统的实例电动车辆300的框图。在一些实施例中，计算机系统可包含指令集，用于在被执行时致使机器执行本文所论述的方法中的任何一种或多种。在此些实施例中，机器可以连接(例如，经由网络接口310联网)到LAN、内联网、外联网和/或因特网(例如，网络118)中的其它机器。所述机器还可作为对等(或分布式)网络环境(例如，本文中所描述的对等网络)中的对等机器或作为云计算基础架构或环境中的服务器或客户端机器在客户端-服务器网络环境中的服务器或客户端机器的容量中操作。
控制器306表示一或多个通用处理装置，例如微处理器、中央处理单元等。更确切地说，处理装置可以是复杂指令集计算(CISC)微处理器、精简指令集计算(RISC)微处理器、超长指令字(VLIW)微处理器，或实施其它指令集的处理器，或实施指令集的组合的处理器。控制器206也可为一或多个专用处理装置，例如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、网络处理器等。控制器306被配置成执行指令以用于执行本文所论述的操作和步骤。控制器306可进一步包含例如网络接口310等网络接口装置以经由一或多个通信网络(例如网络118)通信。
数据存储系统312可包含机器可读存储介质(也称为计算机可读介质)，其上存储有体现本文中所描述的任何一或多种方法或功能的一或多个指令集或软件。指令也可以在其由计算机系统执行期间完全地或至少部分地驻留于主存储器308内和/或控制器306内，主存储器308和控制器306也构成机器可读存储介质。虽然存储器、控制器和数据存储装置部分在实例实施例中展示为各自是单个部分，但每一部分应被认为包含可以存储指令并且执行它们的相应操作的单个部分或多个部分。术语“机器可读存储介质”还应被认为包含能够存储或编码供机器执行的指令集且致使机器执行本公开的方法中的任何一种或多种的任何介质。术语“机器可读存储介质”应相应地被理解为包含(但不限于)固态存储器、光学介质和磁性介质。
充电器314可包含可插入到标准电源插座或大容量电器插座中的车载转换器。充电器314可控制正传导到电池316的电能的属性。
电池316或本文中所描述的任何其它电池可以是或包含一或多个电动车辆电池(EVB)和/或一或多个动力型电池，所述动力型电池是用于为例如本文中所描述的车辆中的任一个等电动车辆的推进提供动力的电池。电池316可以是可再充电电池。电池316不同于启动、照明和点火(SLI)电池，因为其被设计成在持续时间周期内供电。电池316可以是或使用一或多个深度循环电池代替SLI电池。电池316可设计有高安培-小时容量。电池316可表征为相对高的功率重量比、比能量和能量密度；这可降低车辆的重量和改进其性能。电池316可包含铅酸(“浸没”、深度循环和VRLA)、NiCd、镍金属氢化物、锂离子、Li离子聚合物，以及锌-空气和熔盐电池中的至少一个。
由充电站200提供的用于为例如车辆300等电动车辆充电的电力可初始来自电力供应214，电力供应214可以是站点200外部和/或内部的电力供应，且可包含电力网、太阳能供应系统和/或电池组。电力可经由耦合(例如电力供应耦合107或电力供应接口217)从站点200递送到车辆300。经由耦合传导的电力可用于为车辆的电池(例如电池108或316)充电。控制线(例如，耦合114和116以及总线204和304)可操作车辆的电池和站点的供应部分(例如，供应部分106或216)。控制线可以是车辆和站点的相应控制线，以及直接链接站点和车辆的计算装置的一或多个控制线(例如，见图1中所描绘的控制线117)。并且，网络连接可经由例如网络118等一或多个通信网络链接计算装置。
一些实施例的对等网络可以是节点和对等连接的集合。举例来说，图1中示出的计算节点182可以是由经由网络118连接的计算装置支持的对等网络的节点。在一些实施例中，除车辆和站点的装置外的装置是对等网络的节点。或者，站点和/或车辆的装置可以是对等网络的节点。举例来说，站点200和车辆300的相应计算机系统可以是对等网络的节点。网络可包含可支持块链的对等网络。换句话说，车辆和/或站点可或可不在例如实施块链的对等网络等对等网络中--取决于实施例。
如图1-3中所展示，EV充电站(例如，站点102、152和200)可包含被配置成将电能供应到至少一个车辆电池(例如，电池108或316)的供应部分(例如，供应部分106或216)。并且，EV充电站可包含计算装置(例如，计算装置110或152)，其被配置成管理电能到电动车辆(例如，车辆104、160、170和300)的供应且将与能量的供应相关联的相应消息记录到块链的块。举例来说，如果车辆和站点的计算装置(例如，计算装置110和112)均为对等网络(例如，块链对等网络)中的计算节点，则所述装置可轮流签署协定的记录，且接着在对等网络中广播记录的其相应副本(例如，见图8)。
如图1中所示，EV充电站还可包含存储在EV充电站的计算装置中且可由EV充电站的计算装置执行的站点应用(例如，车辆充电应用120)的交易模块(例如，交易模块124)。交易模块可由EV充电站的计算装置执行以从所述多个电动车辆中的电动车辆(例如，车辆104、160、170或300)的计算装置(例如，车辆计算装置112)上运行的车辆应用(例如，车辆充电应用140)接收车辆通信，以起始电能由EV充电站到车辆的供应。车辆通信可包含车辆识别信息、车辆公用密钥、使车辆公用密钥关联到车辆识别信息的车辆证书、充电请求、相应新鲜因子，以及使用对应于车辆公用密钥的车辆私用密钥签名的请求的车辆数字签名(例如，见图6)。将理解，至少出于本公开的目的，消息的或消息中的数字签名用于校验消息来自如所陈述的实体。数字签名不用于校验实体是如所陈述的且因此实体可以是可信的。车辆通信的相应新鲜因子中的新鲜因子可以是以下中的任何一个或任何组合：时戳、消息序列号、当前总消息计数、伪随机数、随机数、车辆的基于百分比的充电状态，和车辆的基于时间的充电状态。
响应于接收到车辆通信，交易模块还可由EV充电站的计算装置执行以校验车辆证书且接着使用车辆公用密钥校验车辆数字签名。
响应于车辆数字签名的成功校验，交易模块还可由EV充电站的计算装置执行以将站点通信发送到车辆应用。站点通信可包含站点识别信息、站点公用密钥、使站点公用密钥关联到站点识别信息的站点证书、消息，以及使用对应于站点公用密钥的站点私用密钥签名的请求的站点数字签名(例如，见图7)。站点通信的消息可以是以下中的一个或组合：针对支付信息的请求、充电状态、确认或指令。
响应于车辆数字签名的成功校验，交易模块还可由EV充电站的计算装置执行以起始电能经由供应部分到电动车辆的供应。
在由供应部分供应电能期间，交易模块还可由EV充电站的计算装置执行以从车辆应用接收多个额外车辆通信。所述多个额外车辆通信的每一通信可包含车辆识别信息、车辆公用密钥、通信的相应车辆数字签名，和相应新鲜因子(例如，见图6)。
响应于接收到所述多个额外车辆通信的给定通信，交易模块还可由EV充电站的计算装置执行以使用车辆公用密钥校验车辆数字签名且确定站点应用和车辆应用之间的会话是否已到期。交易模块还可以可执行以响应于车辆数字签名的成功校验和会话尚未到期的确定而继续允许电能的供应。并且，交易模块还可以可执行以响应于至少会话已到期的确定而终止电能的供应以完成电能的供应。
EV充电站还可包含存储在EV充电站的计算装置中且可由EV充电站的计算装置执行的站点应用的块链管理模块(例如，块链模块122)。块链管理模块可由EV充电站的计算装置执行以生成块链的新块(例如，见图8中描绘的块链800的块804，其为生成块802、806和808之前的新块)。块链管理模块还可由EV充电站的计算装置执行以将与电能由EV充电站供应到电动车辆的例项相关联的信息记录到块链的新块。块链管理模块可进一步可执行以记录充电时间、所供应的电能量，和向新块支付的金额。块链管理模块可进一步可执行以将来自车辆和EV充电站两者的数字签名记录到新块。块链管理模块可进一步可执行以生成且向新块记录记录到块链的所有数据的散列，其包含新块的所记录数据的散列和记录到在生成新块之前块链的块的所有数据的散列。块链管理模块可进一步可执行以将记录到生成新块之前块链的块的所有数据的散列记录到所述新块。新块的所记录数据的散列可包含在来自车辆和EV充电站的数字签名中的至少一个中。
块链管理模块可进一步可执行以将新块的所记录数据广播到对等网络中。EV充电站的计算装置可以是对等网络中的对等节点，且EV充电站的计算装置可包含被配置成存储新块的所记录数据的副本的存储系统(例如，存储系统212)。
如图1-3中所展示，电动车辆(例如，车辆104、160、170或300)可包含被配置成从供应部分(例如，供应部分106或216)接收电能的电池(例如，电池108或316)。电动车辆还可包含计算装置(例如，车辆计算装置112)，其被配置成管理从多个充电站(例如，站点102、150和200)接收电能，且将与能量的接收相关联的相应消息记录到块链(例如，见图8中示出的块链800)的块。电动车辆还可包含存储在车辆的计算装置中且可由车辆的计算装置执行的车辆应用(例如，车辆充电应用140)的交易模块(例如，交易模块144)。
车辆应用的交易模块可由车辆的计算装置执行以从所述多个充电站中的充电站的计算装置(例如，见计算装置110和152)上运行的站点应用(例如，车辆充电应用120)接收站点通信，以继续起始电能从EV充电站到车辆的供应。站点通信可包含站点识别信息、站点公用密钥、使站点公用密钥关联到站点识别信息的站点证书、对车辆的充电请求的充电响应，以及使用对应于站点公用密钥的站点私用密钥签名的响应的站点数字签名(例如，见图7)。
响应于接收到站点通信，车辆应用的交易模块还可由车辆的计算装置执行以校验站点证书且接着使用站点公用密钥校验站点数字签名。
响应于站点数字签名的成功校验，车辆应用的交易模块还可由车辆的计算装置执行以将车辆通信发送到站点应用。车辆通信可包含车辆识别信息、车辆公用密钥、使车辆公用密钥关联到车辆识别信息的车辆证书、消息、相应新鲜因子，以及使用对应于车辆公用密钥的车辆私用密钥签名的响应的车辆数字签名(例如，见图6)。站点通信的消息可以是以下中的任何一个或组合：针对支付信息的请求、充电状态、确认或指令。车辆通信的相应新鲜因子中的新鲜因子可以是以下中的任何一个或组合：时戳、消息序列号、当前总消息计数、伪随机数、随机数、车辆的基于百分比的充电状态，和车辆的基于时间的充电状态。
响应于站点数字签名的成功校验，交易模块还可以可执行以起始由电动车辆的电池从充电站的供应部分接收电能。
在由电池接收电能(108)期间，车辆应用的交易模块还可由车辆的计算装置执行以从站点应用接收多个额外站点通信。所述多个额外站点通信的每一通信可包含站点识别信息、站点公用密钥，和通信的相应站点数字签名。
响应于接收到所述多个额外站点通信的给定通信，车辆应用的交易模块还可由车辆的计算装置执行以使用站点公用密钥校验站点数字签名，且确定站点应用(例如，站点应用120)和车辆应用(例如，车辆应用140)之间的会话是否已到期。交易模块还可以可执行以响应于站点数字签名的成功校验和会话尚未到期的确定而继续允许电能的接收。交易模块还可以可执行以响应于至少会话已到期的确定而终止电能的接收以完成电能的供应。
电动车辆(例如，车辆104、160、170和300)还可包含存储在电动车辆的计算装置(例如，车辆计算装置112)中且可由电动车辆的所述计算装置执行的车辆应用(例如，车辆充电应用140)的块链管理模块(例如，块链管理模块122)。车辆应用的块链管理模块可由电动车辆的计算装置执行以生成块链的新块(例如，图8中描绘的块链800的新块802)。车辆应用的块链管理模块可由电动车辆的计算装置执行以将与电能从EV充电站供应到电动车辆(例如，见图8)的例项相关联的信息记录到块链的新块。块链管理模块还可由计算装置执行以记录充电时间、所供应的电能量，和向新块(例如，见图8，新块802)支付的金额。块链管理模块还可由计算装置执行以记录从车辆和EV充电站两者到新块的数字签名(见图8)。块链管理模块还可由计算装置执行以生成且向新块(例如，新块802)记录记录到块链的所有数据的散列，其包含新块的所记录数据的散列和记录到生成新块之前块链的块的所有数据的散列。块链管理模块还可执行以向新块记录记录到生成新块(例如，见图8，新块802)之前块链的块的所有数据的散列。新块的所记录数据的散列可包含在来自车辆和EV充电站的数字签名中的至少一个中。
如本文中所提到，将理解，至少出于本公开的目的，消息的或消息中的数字签名用于校验消息来自如所陈述的实体。数字签名不用于校验实体是如所陈述的且因此实体可以是可信的。
块链管理模块还可进一步由车辆的计算装置执行以将新块(例如，新块802)的所记录数据广播到对等网络中。电动车辆的计算装置可以是对等网络中的对等节点，且车辆的计算装置可包含被配置成存储新块的所记录数据的副本的存储系统(例如，存储系统312)。
图4是根据本公开的一些实施例由实例EV充电站(例如，EV充电站102、150或200)的实例部分执行的实例方法400的流程图。方法400在步骤402处以以下操作开始：由存储在EV充电站(例如，站点102)的计算装置(例如，计算装置110)中且可由所述计算装置执行的站点应用(例如，应用120)的交易模块(例如，模块124)从电动车辆(例如，车辆104)的计算装置(例如，计算装置112)上运行的车辆应用(例如，应用140)接收车辆通信以起始由EV充电站(102)将电能供应到车辆。车辆通信可包含车辆识别信息、车辆公用密钥、使车辆公用密钥关联到车辆识别信息的车辆证书、充电请求、相应新鲜因子，以及使用对应于车辆公用密钥的车辆私用密钥签名的请求的车辆数字签名(例如，见图6)。将理解，至少出于本公开的目的，消息的或消息中的数字签名用于校验消息来自如所陈述的实体。数字签名不用于校验实体是如所陈述的且因此实体可以是可信的。
在步骤404处，响应于接收到车辆通信，交易模块校验车辆证书且接着使用车辆公用密钥校验车辆数字签名。在步骤406处，响应于车辆数字签名的成功校验，交易模块将站点通信发送到车辆应用。站点通信可包含站点识别信息、站点公用密钥、使站点公用密钥关联到站点识别信息的站点证书、消息，以及使用对应于站点公用密钥的站点私用密钥签名的请求的站点数字签名(例如，见图7)。站点通信的消息可以是针对支付信息的请求、充电状态、确认、指令和/或其任何组合。
在步骤408处，响应于车辆数字签名的成功校验，交易模块起始经由站点的供应部分(例如，供应部分106)将电能供应到电动车辆。在步骤410处，供应部分将电能供应到至少一个车辆电池(例如，电池108)。
在步骤412处，在由供应部分供应电能期间，交易模块从车辆应用(例如，应用140)接收多个额外车辆通信。所述多个额外车辆通信的每一通信可包含车辆识别信息、车辆公用密钥、通信的相应车辆数字签名，和相应新鲜因子(例如，见图6)。车辆通信的相应新鲜因子中的新鲜因子可以是时戳、消息序列号、当前总消息计数、伪随机数、随机数、车辆的基于百分比的充电状态、车辆的基于时间的充电状态，和/或其任何组合。
在步骤414处，响应于接收到所述多个额外车辆通信的给定通信，模块使用车辆公用密钥校验车辆数字签名，且在步骤416处确定站点应用(120)和车辆应用(140)之间的会话是否已到期。在步骤418处，模块响应于车辆数字签名的成功校验和会话尚未到期的确定而继续允许电能的供应。或者，在步骤420处，模块至少响应于会话已到期的确定而终止电能的供应以完成电能的供应。
在步骤422处，存储在EV充电站(例如，站点102)的计算装置(例如，计算装置110)中的站点应用(例如，应用120)的块链管理模块(例如，块链管理模块122)生成块链的新块(例如，见图8中描绘的块链800的块804，其为生成块802、806和808之前的新块)。在步骤424处，块链管理模块将与电能由EV充电站供应到电动车辆的例项相关联的信息记录到块链的新块。在步骤426处，块链管理模块记录充电时间、所供应的电能量，和向新块支付的金额。在步骤428处，块链管理模块记录从车辆和EV充电站两者到新块的数字签名。
在步骤430处，块链管理模块生成且向新块记录记录到块链的所有数据的散列，其包含新块的所记录数据的散列和记录到生成新块之前块链的块的所有数据的散列。在步骤432处，块链管理模块生成且向新块记录记录到生成新块之前块链的块的所有数据的散列。新块的所记录数据的散列包含在来自车辆和EV充电站的数字签名中的至少一个中。在一些实施例中，记录可被视为块链中的块。记录可具有数据内容，例如交易的描述性数据、时戳、先前记录的散列。记录可由一方或多方签名。记录上的数字签名具有记录的散列。记录的散列将是记录本身的一部分(例如，当针对数字签名计算散列时，散列是未知的且不可用于计算散列本身)。
在步骤434处，块链管理模块将新块的所记录数据广播到对等网络中。在一些实施例中，EV充电站(例如，站点102)的计算装置(例如，计算装置110)是对等网络中的对等节点，且在此些实施例中，方法400可进一步包含由EV充电站的计算装置的存储系统(例如，存储系统212)存储新块的所记录数据的副本(例如，见步骤436)。
图5是根据本公开的一些实施例由实例电动车辆(例如，车辆104、160、170或300)的实例部分执行的实例方法500的流程图。方法500在步骤502处以以下操作开始：由存储在电动车辆(例如，车辆104)的计算装置(例如，计算装置112)中且可由所述计算装置执行的车辆应用(例如，应用140)的交易模块(例如，模块144)从EV充电站(例如，站点102)的计算装置(例如，计算装置110)上运行的站点应用(例如，应用120)接收站点通信以继续起始将电能从EV充电站供应到车辆。站点通信可包含站点识别信息、站点公用密钥、使站点公用密钥关联到站点识别信息的站点证书、对车辆的充电请求的充电响应，以及使用对应于站点公用密钥的站点私用密钥签名的响应的站点数字签名(例如，见图7)。将理解，至少出于本公开的目的，消息的或消息中的数字签名用于校验消息来自如所陈述的实体。数字签名不用于校验实体是如所陈述的且因此实体可以是可信的。
在步骤504处，响应于接收到站点通信，交易模块校验站点证书且接着使用站点公用密钥校验站点数字签名。在步骤506处，响应于站点数字签名的成功校验，交易模块将车辆通信发送到站点应用。车辆通信可包含车辆识别信息、车辆公用密钥、使车辆公用密钥关联到车辆识别信息的车辆证书、消息、相应新鲜因子，以及使用对应于车辆公用密钥的车辆私用密钥签名的响应的车辆数字签名(例如，见图6)。车辆通信的消息可以是支付信息、充电状态、确认、指令和/或其任何组合。车辆通信的相应新鲜因子中的新鲜因子可以是时戳、消息序列号、当前总消息计数、伪随机数、随机数、车辆的基于百分比的充电状态、车辆的基于时间的充电状态，和/或其任何组合。
在步骤508处，响应于站点数字签名的成功校验，交易模块起始由电动车辆的电池(例如，电池108)从EV充电站的供应部分(例如，供应部分106)接收电能。在步骤510处，电池从供应部分接收电能。
在步骤512处，在由电池接收电能期间，交易模块从站点应用(例如，应用120)接收多个额外站点通信。所述多个额外站点通信的每一通信可具有站点识别信息、站点公用密钥，和通信的相应站点数字签名(例如，见图7)。
在步骤514处，响应于接收到所述多个额外站点通信的给定通信，模块使用站点公用密钥校验站点数字签名，且在步骤516处确定站点应用(120)和车辆应用(140)之间的会话是否已到期。在步骤518处，模块响应于站点数字签名的成功校验和会话尚未到期的确定而继续允许电能的接收。或者，在步骤520处，模块至少响应于会话已到期的确定而终止电能的接收以完成电能的供应。
在步骤522处，存储在电动车辆(例如，车辆104)的计算装置(例如，计算装置112)中的车辆应用(例如，应用140)的块链管理模块(例如，块链管理模块122)生成块链的新块(例如，块链800的新块802)。在步骤524处，块链管理模块将与电能由EV充电站供应到电动车辆的例项相关联的信息记录到块链的新块。在步骤526处，块链管理模块记录充电时间、所供应的电能量，和向新块(例如，见图8，新块802)支付的金额。在步骤528处，块链管理模块记录从车辆和EV充电站两者到新块的数字签名。
在步骤530处，块链管理模块生成且向新块记录记录到块链的所有数据的散列，其包含新块的所记录数据的散列和记录到生成新块之前块链的块的所有数据的散列。在步骤532处，块链管理模块生成且向新块记录记录到生成新块之前块链的块的所有数据的散列。在步骤534处，块链管理模块将新块的所记录数据广播到对等网络中。在一些实施例中，车辆(例如，车辆104)的计算装置(例如，计算装置112)是对等网络中的对等节点，且在此些实施例中方法500可进一步包含由车辆的计算装置的存储系统(例如，存储系统312)存储新块的所记录数据的副本(例如，见步骤536)。
相对于方法400、方法500，或本文中所描述的任何其它方法、过程或操作，在一些实施例中，非暂时性计算机可读存储介质存储指令，所述指令在由至少一个处理装置(例如，控制器206或控制器306)执行时，致使所述至少一个处理装置执行方法400、方法500，或本文中所描述的任何其它方法、过程或操作，和/或其任何组合。
图6示出根据本公开的一些实施例在从实例电动车辆的实例计算装置发送到实例EV充电站的实例计算装置的实例通信600中包含的实例数据。并且，图7示出根据本公开的一些实施例在从EV充电站的实例计算装置发送到实例电动车辆的实例计算装置的实例通信700中包含的实例数据。
非对称密码术可用于电动车辆和充电站之间的相互认证，其可见于证书、所交换消息上的数字签名，和/或装置身份组成系统的实施方案中(例如，由图6中示出的电动车辆通信和图7中示出的EV充电站通信所展示)。车辆计算装置和EV充电站计算装置中的每一个具有来自相互认证的另一方的公用密钥(例如，公用密钥602和702)。在例如存在激活的预订的情况下，两方可接受彼此的证书(例如，证书604和704)。
证书的交换可确认每一身份(例如，身份606和706)以及各方知晓彼此以及确认车辆和站点之间存在预订，使得可根据所述预订处理支付。举例来说，如果信用卡或其它记账信息存档，则不需要在无线消息交换中空中传输此信息。预订可基于预付模型，或也可基于另一支付/记账选项。预订不是各方之间的证书交握的前提条件。
车辆和站点之间的消息交换是可经由装置身份组成系统保护的过程。装置身份组成系统可用于非对称密码术。在此些实施例中，私用密钥(例如，私用密钥608或708)可以是或可以基于称为唯一装置机密(UDS)的机密值，所述机密值是在车辆的计算装置和/或EV充电站的计算装置的制造期间注入的。在装置身份组成系统的一些实例实施方案中，UDS仅可曾经存在于其在上面被提供的计算装置内。
在一些实施例中，装置身份组成系统可包含层L0，其通过使用密钥导函数(KDF)导出KL0，融合派生机密(FDS)。以算法方式，KL0＝KDF[UDS，HASH(“L1的身份”)](例如，见图6和7中参考的私用密钥KL2)。其它层(Lk)可向接下来的层(Lk+1)提供密钥和证书的集合(例如，见图6和7中参考的公用密钥KL2)。所述层是以不变加载器L0开始的装置架构的层、接着是装置身份组成系统核心L1、应用固件L2、操作系统和应用Lk+1。每一层可为下一层提供完整性，以此类推。并且，每一层可校验展示车辆和EV充电站的装置的身份的证书。
在一些实施例中，非对称密码术用于车辆和EV充电站之间的相互认证。相互认证经由本地有线和/或无线网络(例如NFC、蓝牙、WIFI网络)发生，且通过车辆和充电站交换包含用于相互认证的数字签名的相应公用密钥证书而起始。在存在激活的预订(以例如信用卡激活)的情况下，两方将接受彼此的证书。如果不存在预订，则车辆可继续将信用卡号或某一其它形式的记账信息提供到站点(例如，经由公用密钥加密)。并且，因为每一方具有来自相互认证的另一方的公用密钥，所以可在各方之间发送加密消息，且每一方可用其自身的私用密钥对消息进行解密(因为此技术使用非对称密码术)。
一般来说，公用密钥的所有权是公众已知的。如果公用密钥可对消息进行解密，则可推断所述消息是使用相应私用密钥加密的。所述消息不可通过公用密钥加密。如果仅特定个别车辆或站点具有私用密钥，则可推断消息是来自所述特定个别车辆或站点。为了能够信任所推断结果，可信的实体需要认证公用密钥确实对应于特定个别车辆或站点持有的私用密钥，使得公用密钥可用于确定所述个别车辆或站点的身份。
有意和非有意的中间人攻击可因有效车辆被认证在站点充电时另一车辆趋近站点而发生。在有效车辆和站点已经相互认证以开始充电会话之后，且在会话的中间，另一车辆可能连接到站点。这可致使对所述另一车辆的充电由所述有效车辆付费。为了避免这种情况发生，有效车辆和站点可在会话期间定期传送经签名消息(例如，见通信600和700的相应数字签名610和710)以避免另一车辆使用有效车辆的记账信息充电。举例来说，有效车辆可发消息“VehicleValidID在XYZ时戳处充电”每分钟一次，且站点可以“StationValidID在XYZ时戳处为VehicleValidID充电”响应(例如，见服务信息612和712)。这允许站点确认其正为有效车辆服务，直至有效车辆结束会话和/或停止充电期间的定期消息。并且，可通过在每一消息中包含新鲜因子(例如见新鲜因子614)来区分来自有效车辆的每一消息，使得另一车辆不可简单地记录从有效车辆接收的消息且一次又一次地重新发送所述消息并假装是有效车辆。并且，消息可由有效车辆签名使得另一车辆无法模仿有效车辆。增加各方之间交换的消息的完整性，EV充电站还可包含新鲜因子(例如，见新鲜因子714)。
图8示出块的实例块链800的一部分，其中每一块包含块标头(例如，见块标头810)和关于实例EV充电站将电能供应到实例电动车辆的例项的信息。如所示出，块链800的所述部分的每一块由识别为“Station_A”的EV充电站、识别为“Vehicle_A”的第一电动车辆和识别为“Vehicle_B”的第二电动车辆生成，且至少与之相关联。出于本公开的目的，应理解，图8中的块链800的描绘仅为块链的部分描绘，且可存在生成图8中未描绘的块链的块或至少与之相关联的更多站点和车辆。
一般来说，块链800可为或包含分布式“分类账”或数据库，其具有实施块链的对等网络的节点上独立地存储的记录的双重副本。在一些实施例中，无中心节点负责控制和/或管理整个块链。每一节点可管理、验证其副本，且参与块链网络一致性的确定。
块802描绘为分解的，使得描绘块802的至少一些内容。块802的分解图示展示包含包括散列812和814的块标头810的块。散列812可为或包含记录到生成新块802之前整个块链的块的所有数据的散列。确切地说，如果车辆正生成散列和新块，则可在方法500的步骤532处生成散列812。散列814可为或包含记录到块链的所有数据的散列，其包含新块的所记录数据的散列和记录到生成新块之前块链的块的所有数据的散列。确切地说，如果车辆正生成散列和新块，则可在方法500的步骤530处生成散列814。
在一些实施例中，电动车辆和EV充电站的计算装置(例如，见计算装置110和112)是例如支持块链800的网络等对等网络中的对等节点。在此些实施例中，所述装置中的每一个可通过相应存储系统存储例如新块802和先前块808等块链的块的所记录数据的副本。如所展示，生成块808，且块808紧接在新块802之前发生。块802和808中的每一个可包含来自与将电能从站点供应到电动车辆相关联的一或多个交易的数据。此数据可包含来自站点和车辆两者的装置的通信中的数据，例如由来自车辆的交易数据816中的数据所展示。块802和808还可包含来自站点通信700的数据(尽管图8中未描绘)。图8还展示来自车辆的交易数据中的站点识别818，其可进一步确认站点和车辆之间的交易的合法性。
块802的分解描绘中包含的信息仅是块可含有的信息的许多实例之一。在一些实施例中，块仅包含或另外包含提及为在方法400或方法500中记录到块的信息。并且，应理解，一个块可以与多个车辆、多个站点或其任何组合相关联。
图9A示出根据一些实施例用于生成三元组的设备或非暂时性计算机可读存储介质。三元组可包含一方(例如，电动车辆或EV充电站)的公用识别符、所述方的公用密钥和/或所述方的证书。三元组可见于本文中所描述的消息和通信中(例如，参见图6和7)。
如所示出，L0软件910和L1软件912在身份组成装置上操作。身份组成装置可以是本文中所描述的计算装置中的任一个的一部分。L0代码910包含身份组成装置的ROM中执行的固件。L0代码910负责根据以下公式生成第一密钥(KL0)(也称为融合-派生机密，FDS)：FDS＝KL0＝KDF(UDS,HASH(L1的身份))，其中KDF为例如HMAC-SHA256函数等单向函数，UDS为操作L0代码910的装置的制造期间设定的唯一装置机密，HASH包含例如SHA256函数等第二单向函数，且L1的身份包含L1代码912的主机配置参数。
L0代码910输出KL0到L1代码912，其接着用于生成表示L1代码912的三元组。此三元组接着由L1代码912输出到L2代码914。如所论述，L2代码914可包含外部装置或(在一些实施例中)远程装置上执行的代码。举例来说，L0代码910和L1代码912可在第一方上执行，而L2914可在单独的一方上执行。
通常，如所描述，L1代码912负责生成密钥(被称作“别名密钥”)和L1代码912本身的三元组。
如所示出，L1代码912经由非对称识别符生成器902生成用于L1代码912的识别符。生成器902取KL0密钥作为种子输入且输出确定性公用密钥(IDL1public)和私用密钥(IDL1private)。L1代码912输出公用密钥(IDL1public)到L2代码914，其使用将在图9B的描述内容中描述。
此外，L1代码912使用第二非对称密钥生成器904生成第二密钥对。此密钥生成器904取由随机数生成器908生成的随机数作为种子输入且输出第二确定性公用密钥(KL1public)和私用密钥(KL1private)。L1代码912)输出公用密钥(KL1public)到L2代码914，其使用将在图9B的描述内容中描述。
L1代码912另外采用双重加密技术用于生成输出到L2代码914的三元组的ID证书部分。确切地说，L1代码912首先使用IDL1public密钥作为加密密钥使用第一加密模块906a对KL1public密钥进行加密，从而生成加密的密文K′。此密文接着用作被供应到第二加密模块906b的数据，而由第二生成器904生成的KL1private用作加密密钥。第二加密模块906B的结果是输出为IDL1证书的双重加密密文K″。加密算法(和图9B中的相应解密算法)的特定选择在本公开中不受限制。
图9B示出根据一些实施例用于校验三元组和生成第二层三元组的设备或非暂时性计算机可读存储介质。图9B中示出的图示出L2代码914的操作。然而，本文中所描述的操作可针对包含L2代码914且除L2代码914以外的任何层(例如，L3代码916)一般化。
在所示出的实施例中，L2代码914从L1代码912接收如图9A中所描述生成的三元组。L2代码914相对于生成L2三元组执行类似于L1代码912的操作的操作，且那些细节在本文中不再重复，而是针对相同编号的要素以引用的方式并入。三元组生成电路系统或软件的一个显著差异是，第一生成器以由L1代码912生成的KL1public值为种子，而非如图9A中所描述的KL0(融合-派生机密)的值。
此外，L2代码914包含证书检查器918，其可实施于硬件(即，专用电路)中或者软件或固件中。证书检查器918的细节在图式中以分解视图展示。证书检查器918校验从L1代码912接收的三元组的真实性。在一些实施例中，证书检查器918为剩余组件充当门控功能(即，防止在L2三元组无效的情况下生成所述三元组)。
如所示出，证书检查器918使用KL1公用密钥经由第一解密模块920对IDL1证书进行解密。所得密钥M′接着用作第二解密模块924的密钥，第二解密模块使用所述密钥M′来对IDL1公用密钥进行解密。最后，经由比较器926将所得明文M″与原始公用密钥(KL1public)进行比较。如果比较器的结果是肯定的，则确认三元组有效。如果否，则将三元组标记为无效。
在所示出的实施例中，证书检查器918可独立于三元组生成电路系统/软件902、904、906a-b执行。以此方式，各个实体的三元组可由L2代码914校验。
已依据计算机存储器内的数据位的操作的算法和符号表示呈现了先前详细描述的一些部分。这些算法描述和表示是数据处理领域的技术人员用以将其工作的主旨最有效地传达给所属领域的其他技术人员的方式。算法在这里并且通常被认为是引起所要结果的操作的自洽序列。操作为要求对物理量进行物理操纵的操作。这些量通常但未必呈能够被存储、组合、比较和以其它方式操纵的电或磁信号的形式。主要出于常见使用的原因，有时将此些信号称为位、值、要素、符号、字符、项、数字等已证实是方便的。
然而，应牢记，所有这些和类似术语应与适当物理量相关联，且仅是应用于这些量的方便的标签。本公开可涉及将计算机系统的寄存器和存储器内的表示为物理(电子)量的数据操纵和变换为计算机系统存储器或寄存器或其它这类信息存储系统内的类似地表示为物理量的其它数据的计算机系统或类似电子计算装置的动作和过程。
本发明还涉及用于执行本文中的操作的设备。此设备可以出于既定目的而专门构造，或其可包含由存储在计算机中的计算机程序选择性地激活或重新配置的通用计算机。此计算机程序可存储在计算机可读存储介质中，例如(但不限于)任何类型的盘(包含软盘、光盘、CD-ROM和磁光盘)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、EPROM、EEPROM、磁卡或光卡，或适合于存储电子指令的任何类型的介质，它们各自耦合到计算机系统总线。
本文中呈现的算法和显示并不与任何特定计算机或其它设备在本质上相关。各种通用系统可根据本文中的教示与程序一起使用，或可证明构造更专用的设备来执行所述方法是方便的。将如下文描述中所阐述的那样来呈现多种这些系统的结构。另外，不参考任何特定编程语言来描述本公开。应了解，可使用多种编程语言来实施本文中所描述的本公开的教示。
本公开可以提供为计算机程序产品或软件，其可以包含在其上存储有指令的机器可读介质，所述指令可以用于编程计算机系统(或其它电子装置)以执行根据本公开的过程。机器可读介质包含用于以机器(例如，计算机)可读的形式存储信息的任何机制。在一些实施例中，机器可读(例如，计算机可读)介质包含机器(例如，计算机)可读存储介质，例如只读存储器(“ROM”)、随机存取存储器(“RAM”)、磁盘存储介质、光学存储介质、快闪存储器组件等。
在前述说明书中，已参考本公开的特定实例实施例描述了本公开的实施例。将显而易见的是，可以在不脱离如所附权利要求书中阐述的本公开的实施例的更广精神和范围的情况下对本公开作出各种修改。因此，应在说明性意义上而非限制性意义上看待说明书和图式。

Claims (20)

1.一种电动车辆(EV)充电站，其包括：
供应部分，其被配置成将电能供应到至少一个车辆电池；
计算装置，其被配置成管理电能到电动车辆的供应；以及
站点应用的交易模块，其存储在所述EV充电站的所述计算装置中且可由所述EV充电站的所述计算装置执行以：
从所述多个电动车辆中的电动车辆的计算装置上运行的车辆应用接收车辆通信以起始由所述EV充电站供应电能，所述车辆通信包括车辆识别信息、车辆公用密钥、使所述车辆公用密钥关联到所述车辆识别信息的车辆证书、充电请求、相应新鲜因子，以及使用对应于所述车辆公用密钥的车辆私用密钥签名的请求的车辆数字签名；
响应于接收到所述车辆通信，校验所述车辆证书且接着使用所述车辆公用密钥校验所述车辆数字签名；
响应于所述车辆数字签名的成功校验：
将站点通信发送到所述车辆应用，所述站点通信包括站点识别信息、站点公用密钥、使所述站点公用密钥关联到所述站点识别信息的站点证书、消息，以及使用对应于所述站点公用密钥的站点私用密钥签名的请求的站点数字签名；以及
起始经由所述供应部分将电能供应到所述电动车辆；且
在由所述供应部分供应所述电能期间：
从所述车辆应用接收多个额外车辆通信，所述多个额外车辆通信的每一通信包括所述车辆识别信息、所述车辆公用密钥、所述通信的相应车辆数字签名，和相应新鲜因子；以及
响应于接收到所述多个额外车辆通信的给定通信：
使用所述车辆公用密钥校验所述车辆数字签名；
确定所述站点应用和所述车辆应用之间的会话是否已到期；
响应于所述车辆数字签名的成功校验和所述会话尚未到期的确定而继续允许所述电能的所述供应；以及
至少响应于所述会话已到期的确定而终止所述电能的所述供应以完成电能的所述供应。
2.根据权利要求1所述的EV充电站，其进一步包括所述站点应用的块链管理模块，所述块链管理模块存储在所述EV充电站的所述计算装置中且可由所述EV充电站的所述计算装置执行以：
生成块链的新块；以及
将与由所述EV充电站将电能供应到电动车辆的例项相关联的信息记录到所述块链的所述新块。
3.根据权利要求2所述的EV充电站，其中所述块链管理模块进一步可由所述EV充电站的所述计算装置执行以：记录充电时间、所供应的电能量，和向所述新块支付的金额。
4.根据权利要求3所述的EV充电站，其中所述块链管理模块进一步可由所述EV充电站的所述计算装置执行以：将来自所述车辆和所述EV充电站两者的数字签名记录到所述新。
5.根据权利要求4所述的EV充电站，其中所述块链管理模块进一步可由所述EV充电站的所述计算装置执行以：
生成且向所述新块记录记录到所述块链的所有数据的散列，其包括所述新块的所记录数据的散列，和记录到生成所述新块之前所述块链的块的所有数据的散列；以及
向所述新块记录记录到生成所述新块之前所述块链的块的所有数据的所述散列。
6.根据权利要求5所述的EV充电站，其中所述新块的所述所记录数据的所述散列包含在来自所述车辆和所述EV充电站的所述数字签名中的至少一个中。
7.根据权利要求5所述的EV充电站，其中所述块链管理模块进一步可由所述EV充电站的所述计算装置执行以：将所述新块的所述所记录数据广播到对等网络中。
8.根据权利要求7所述的EV充电站，其中所述EV充电站的所述计算装置是所述对等网络中的对等节点，且其中所述EV充电站的所述计算装置包括被配置成存储所述新块的所述所记录数据的副本的存储系统。
9.根据权利要求1所述的EV充电站，其中所述站点通信的所述消息选自由以下组成的群组：针对支付信息的请求、充电状态、确认和指令。
10.根据权利要求1所述的EV充电站，其中所述车辆通信的所述相应新鲜因子中的新鲜因子选自由以下组成的群组：时戳、消息序列号、当前总消息计数、伪随机数、随机数、所述车辆的基于百分比的充电状态，和所述车辆的基于时间的充电状态。
11.一种方法，其包括：
由存储在电动车辆EV充电站的计算装置中且可由所述计算装置执行的站点应用的交易模块从电动车辆的计算装置上运行的车辆应用接收车辆通信以起始由所述EV充电站供应电能，所述车辆通信包括车辆识别信息、车辆公用密钥、使所述车辆公用密钥关联到所述车辆识别信息的车辆证书、充电请求、相应新鲜因子，以及使用对应于所述车辆公用密钥的车辆私用密钥签名的请求的车辆数字签名；
响应于接收到所述车辆通信，由所述交易模块校验所述车辆证书且接着使用所述车辆公用密钥校验所述车辆数字签名；
响应于所述车辆数字签名的成功校验：
由所述交易模块将站点通信发送到所述车辆应用，所述站点通信包括站点识别信息、站点公用密钥、使所述站点公用密钥关联到所述站点识别信息的站点证书、消息，以及使用对应于所述站点公用密钥的站点私用密钥签名的请求的站点数字签名；以及
由所述交易模块起始经由所述供应部分将电能供应到所述电动车辆；以及
由所述EV充电站的供应部分将电能供应到至少一个车辆电池；
在由所述供应部分供应所述电能期间：
由所述交易模块从所述车辆应用接收多个额外车辆通信，所述多个额外车辆通信的每一通信包括所述车辆识别信息、所述车辆公用密钥、所述通信的相应车辆数字签名，和相应新鲜因子；以及
响应于接收到所述多个额外车辆通信的给定通信：
由所述交易模块使用所述车辆公用密钥校验所述车辆数字签名；
由所述交易模块确定所述站点应用和所述车辆应用之间的会话是否已到期；
由所述交易模块响应于所述车辆数字签名的成功校验和所述会话尚未到期的确定而继续允许所述电能的所述供应；以及
由所述交易模块至少响应于所述会话已到期的确定而终止所述电能的所述供应以完成电能的所述供应。
12.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括：
由存储在所述EV充电站的所述计算装置中的所述站点应用的块链管理模块生成块链的新块；以及
将与由所述EV充电站将电能供应到电动车辆的例项相关联的信息记录到所述块链的所述新块。
13.根据权利要求12所述的方法，其进一步包括由所述块链管理模块记录充电时间、所供应的电能量和向所述新块支付的金额。
14.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括由所述块链管理模块将来自所述车辆和所述EV充电站两者的数字签名记录到所述新块。
15.根据权利要求14所述的方法，其进一步包括：
由所述块链管理模块生成且向所述新块记录记录到所述块链的所有数据的散列，其包括所述新块的所记录数据的散列，和记录到生成所述新块之前所述块链的块的所有数据的散列；以及
向所述新块记录记录到生成所述新块之前所述块链的块的所有数据的所述散列。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述新块的所述所记录数据的所述散列包含在来自所述车辆和所述EV充电站的所述数字签名中的至少一个中。
17.根据权利要求15所述的方法，其进一步包括由所述块链管理模块将所述新块的所述所记录数据广播到对等网络中。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述EV充电站的所述计算装置是所述对等网络中的对等节点，且其中所述方法进一步包括由所述EV充电站的所述计算装置的存储系统存储所述新块的所述所记录数据的副本。
19.根据权利要求11所述的方法，其中所述站点通信的所述消息选自由以下组成的群组：针对支付信息的请求、充电状态、确认和指令，且其中所述车辆通信的所述相应新鲜因子中的新鲜因子选自由以下组成的群组：时戳、消息序列号、当前总消息计数、伪随机数、随机数、所述车辆的基于百分比的充电状态，和所述车辆的基于时间的充电状态。
20.一种电动车辆，其包括：
电池，其被配置成从供应部分接收电能；
计算装置，其被配置成管理电能到电动车辆的供应；以及
车辆应用的交易模块，其存储在所述电动车辆的所述计算装置中且可由所述电动车辆的所述计算装置执行以：
从所述多个充电站中的充电站的计算装置上运行的站点应用接收站点通信以继续起始由电动车辆(EV)充电站供应电能，所述站点通信包括站点识别信息、站点公用密钥、使所述站点公用密钥关联到所述站点识别信息的站点证书、对所述电动车辆的充电请求的充电响应，以及使用对应于所述站点公用密钥的站点私用密钥签名的响应的站点数字签名；
响应于接收到所述站点通信，校验所述站点证书且接着使用所述站点公用密钥校验所述站点数字签名；
响应于所述站点数字签名的成功校验：
将车辆通信发送到所述站点应用，所述车辆通信包括车辆识别信息、车辆公用密钥、使所述车辆公用密钥关联到所述车辆识别信息的车辆证书、消息、相应新鲜因子，以及使用对应于所述车辆公用密钥的车辆私用密钥签名的响应的车辆数字签名；以及
起始由所述电动车辆的所述电池从所述充电站的所述供应部分接收电能；以及
在由所述电池接收所述电能期间：
从所述站点应用接收多个额外站点通信，所述多个额外站点通信的每一通信包括所述站点识别信息、所述站点公用密钥，和所述通信的相应站点数字签名；以及
响应于接收到所述多个额外站点通信的给定通信：
使用所述站点公用密钥校验所述站点数字签名；
确定所述站点应用和所述车辆应用之间的会话是否已到期；
响应于所述站点数字签名的成功校验和所述会话尚未到期的确定而继续允许所述电能的所述接收；以及
至少响应于所述会话已到期的确定而终止所述电能的所述接收以完成电能的所述供应。
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