CN115115406B - 一种基于区块链的ev安全充电调度方法 - Google Patents

一种基于区块链的ev安全充电调度方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于区块链技术领域，具体涉及一种基于区块链的EV安全充电调度方法；该方法包括：构建EV充电网络模型；根据EV充电网络模型，构建EV、CS和UDC三者之间相互认证方案；EV、CS和UDC三者之间根据相互认证方案进行认证；构建EV充电推荐算法；认证成功后，EV根据EV充电推荐算法调度EV进行充电；充电过程中，对服从调度的EV进行充电币奖励，在最低负载高于预警负载时，EV与CS通过充电币进行交易，UDC将交易数据发送到区块链网络中；本发明能在保护身份隐私、防窃听、防重放攻击和防假冒攻击等方面保证交易的安全性，同时实现平衡充电站区域负载，实现充电汽车高效充电并延长充电站使用寿命，实用性高。

Description

一种基于区块链的EV安全充电调度方法
技术领域
本发明属于区块链技术领域，具体涉及一种基于区块链的EV安全充电调度方法。
背景技术
在信息网络中，激励机制得到了广泛的应用，激励机制是通过设计合理的报酬形式，以一定的行为规范和奖惩措施来激励用户规范行为，如抑制节点自私，促进节点协作、提升节点贡献等，是提高服务质量、效率的有效保障。电子货币作为信息网络普遍采用的激励方式，其发行大多依赖于权威机构，如银行、政府部门等可信中心，然而这种方式存在着诸多问题。可信中心对于整个系统拥有着绝对的控制权，包括电子货币的发行和交易数据的掌握，可信中心发行、记账、维护过程不透明以及其不规范操作、防护手段不完备等行为造成了信任缺失问题，一旦被恶意攻击者攻击，将影响整个系统运行。区块链技术可被用于解决信任缺失问题。区块链具有可追溯、无须信任、去中心化、不可窜改、匿名性等特性，使用共识机制、非对称加密块链结构等技术，可在互不了解的多方间建立可靠的信任关系，实现节点间的信息交互。区块链本身的激励机制通过激励遵守规则参与记账的节点，并且惩罚不遵守规则的节点，使整个系统朝着良性循环的方向发展，基于区块链的激励方式可以增强系统的安全性。
在过去的十余年里，随着新能源的快速发展，比如太阳能、风能，相应的也带动了另一产业的迅速发展—电动汽车(Electric Vehicle,EV)，此外，EV使用量的增加对(Charging Station,CS)和电力系统的稳定运行和规划产生不可忽略的影响，特别是在大量汽车司机选择快速充电的模式下，就会使CS负荷集中化、规模化。实际上，EV充电活动是一个动态随机问题，在时间和空间上都存在不确定性，EV司机会根据自己的偏好和不同的环境因素做出不同的决定，从而影响了各个充电站负载平衡问题。所以，有必要对区域内CS规划问题和如何指导EV充电的选择问题进行深入研究，以解决大量EV充电对CS和电力设施造成的负面问题。研究者们为获得最优的任务调度方案，不断地探索，已经研究出了很多调度方案：基于图论的方法、利用价格激励、利用区块链智能合约、改进的磷虾群算法、遗传算法等等。这些方法可以很好的解决小规模的调度问题，但是当问题规模变大，EV数量较多，调度问题就会变得复杂，以前的方法往往越来越难解决现存的问题。
综上所述，亟需一种利用基于区块链的密码货币来设计激励机制，在增强系统安全性同时可调度EV充电实现区域内CS负载平衡的方法。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提出了一种基于区块链的EV安全充电调度方法，该方法包括：
S1：构建EV充电网络模型；
S2：根据EV充电网络模型，构建EV、CS和UDC三者之间相互认证方案；EV、CS和UDC三者之间根据相互认证方案进行认证；
S3：构建EV充电推荐算法；
S4：认证成功后，EV根据EV充电推荐算法调度EV进行充电；
S5：充电过程中，对服从调度的EV进行充电币奖励，在最低负载高于预警负载时，EV与CS通过充电币进行交易，UDC将交易数据发送到区块链网络中；其中，EV表示电动汽车，CS表示充电站，UDC表示公共事业数据中心。
优选的，相互认证方案包括：UDC初始化系统；EV和CS在UDC上进行注册；EV、CS、和UDC之间进行相互认证。
进一步的，EV在UDC上进行注册的过程包括：
EVi选择一个身份IDEVi来代表自己的身份，同时生成一个当前的时间戳然后计算哈希/>EVi通过安全信道把哈希H1发送给UDC；其中EVi表示第i个电动汽车；
UDC收到EVi发送的哈希值H1后，提取其中的参量IDEVi、验证时间戳/>是否在允许执行的范围内，若是，则继续执行；否则注册失败；
UDC验证EVi的身份是否存在数据库或撤销列表中，若已经存在当前的数据库中，表明早期已经注册，否则UDC为EVi指定身份/>若存在撤销列表中，表明该EVi不合法，注册失败；
UDC接受EVi注册请求然后生成一对公私钥，公钥私钥/>
UDC计算并赋予EVi一个伪身份然后通过安全信道把私钥和/>发送给EVi；
UDC储存和/>EVi储存/>和/>
进一步的，CS在UDC上进行注册的过程包括：
CSj选择一个身份IDCSj来代表自己的身份，同时生成一个当前的时间戳然后计算哈希/>CSj通过安全信道把哈希H2发送给UDC；CSj表示第i个充电站；
UDC收到CSj发送的哈希值后，提取其中的参量IDCSj、验证时间戳/>是否在允许执行的范围内，若是，则继续执行；否则注册失败；
UDC验证CSj的身份是否存在数据库或撤销列表中，如果已经存在当前的数据库中，表明以前已经注册，否则UDC为CSj指定身份如果存在撤销列表中，表明该CSj不合法，注册失败；
UDC接受CSj注册请求然后生成一对公私钥，公钥私钥/>
UDC计算并赋予CSj一个伪身份然后通过安全信道把私钥和/>发送给CSj；
UDC储存和/>CSj储存/>和/>
进一步的，EV、CS、和UDC之间进行相互认证的过程包括：
EVi与CSj建立连接，EVi生成此时的时间戳Tst1，计算并将第一消息/>发送给CSj；
CSj接收到第一消息M1后，验证时间戳Tst1是否在可允许继续执行的范围内；若验证成功，CSj产生当前的时间戳Tst2，计算并将第二消息发送给UDC；否则，认证失败；
UDC接收到第二消息M2后，验证Tst1、Tst2是否在可继续执行的范围内；若验证成功，计算判断AuthUDC-EV＝AuthEV-UDC，AuthUDC-CS＝AuthCS-UDC是否成立，若成立，则EVi、CSj通过验证；否则，认证失败；若验证失败，则认证失败；
UDC验证EVi、CSj后，生成一个当前的时间戳Tst3，计算发送第三消息＜M3＞＝＜AuthUDC,Tst3＞给CSj；
CSj收到第三消息M3后，验证Tst3是否在可继续执行的范围内；若验证成功，计算判断/>是否成立，若成立，则UDC验证通过，并发送第四消息/>给EVi，否则，认证失败；若验证失败，则认证失败；
EVi接收到第四消息M4后，验证Tst3是否在可继续执行的范围内；若验证成功，计算判断/>是否成立，若成立，则UDC验证通过，否则，认证失败；若验证失败，则认证失败。
优选的，构建EV充电推荐算法的过程包括：
设置EV充电约束条件，包括：EV电池充电过程中的荷电状态约束、用户需求约束、电池充电功率约束、EV可选CS约束和EV充电过程中相对负载约束；
在EV充电约束条件下，计算CS的负载功率；
EV选择CS负载功率最小的CS进行充电。
进一步的，EV可选CS约束为：
其中，表示第i个EV可选的CS集合，SG,j表示第j个充电站节点，Rij表示第i个EV与第j个CS的距离，BSOC,i表示第i个EV目前的电量状态，Rmax表示EV在满电状态下可行驶的最远距离。
进一步的，EV充电过程中相对负载约束为：
其中，Dj(t)表示t时刻第j个充电站的相对负载需求程度，Pj(t)表示t时刻第j个充电站的实时负载，Cj表示第j个充电站的服务容量，SG表示EV可选的CS集合，表示负载需求上限阈值，tj表示EV到达第j个充电站的时刻，Φ表示EV充满电的需要的时间，/>表示EV的电量从0充到当前剩余电量所需的时间。
进一步的，计算CS的负载功率的公式为：
其中，Pj(t)表示t时刻第j个充电站的实时负载，Pj(t)表示t时刻第j个充电站若未给EV充电时的负载，pl表示EV在该CS充电时的充电负载，tj表示EV到达第j个充电站的时刻，Φ表示EV充满电的需要的时间，表示EV的电量从0充到当前剩余电量所需的时间。
本发明的有益效果为：本发明基于区块链的密码货币来设计激励机制，根据充电推荐算法调度电动汽车进行充电，实现了区域内CS负载平衡，同时，对服从调度的电动汽车进行充电币奖励，电动汽车使用充电币进行交易，如果网络中的某个节点被攻击，也不会对数据造成任何威胁，保证了电动汽车的安全交易，本发明的激励机制不涉及任何的金钱激励，从而也可以进一步提高其指导EV充电的能力。本发明的基于区块链技术的安全匿名身份认证方案在身份隐私保护、防重放攻击、防窃听和防模拟攻击四个方面保证了EV、CS、UDC三个实体之间的安全通信与相互认证。。
附图说明
图1为本发明中基于区块链的EV安全充电调度方法流程图；
图2为本发明中EV、CS和UDC相互认证过程示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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，本领域普通技术人员在没有做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。
本发明提出了一种基于区块链的EV安全充电调度方法，如图1所示，所述方法包括一下内容：
S1：构建EV充电网络模型。
获取EV和CS的数据，包括EV与CS的距离，EV和CS的状态数据如电量等；将EV和CS视为网络结点，把他们之间的道路视为边。所以说，在该模型中EV充电的网络拓扑结构可以表示为D(S,K)，其中S是节点，K是链路集，节点和链路的总数分别为N和L，其中，S是EV集SE和充电站SG的超集，即S＝SE+SG。把CS和EV的数量分别定义为NG和NE，N＝NG+NE。
在该充电网络模型中，充电汽车节点SE,i和充电站节点SG,j都是有具体的地理位置，他们之间的距离就表示EV去充电站充电途中经过的距离。用矩阵R定义他们两者节点之间的距离。
其中Rij表示SE,i和SG,j之间的距离。
S2：根据EV充电网络模型，构建EV、CS和UDC三者之间相互认证方案；EV、CS和UDC三者之间根据相互认证方案进行认证。
如图2所示，相互认证方案包括：公共事业数据中心(Utility Data Center,UDC)初始化系统，向网络中广播公共参数，公共参数包括哈希值H0、用于计算的哈希函数H()和公钥PUKUDC；EV和CS在UDC上进行注册；EV、CS、和UDC之间进行相互认证。
EV在UDC上进行注册的过程包括：
EVi选择一个独一无二的身份IDEVi来代表自己的身份，同时生成一个当前的时间戳然后计算哈希/>EVi通过安全信道把哈希H1发送给UDC；其中EVi表示第i个电动汽车；
UDC收到EVi发送的哈希值H1后，提取其中的参量IDEVi、验证时间戳/>是否在允许执行的范围内，若是，则继续执行；否则注册失败；
UDC验证EVi的身份是否存在数据库或撤销列表中，若已经存在当前的数据库中，表明早期已经注册，否则UDC接收EVi的注册请求并为EVi指定一个独一无二的身份若存在撤销列表中，表明该EVi不合法，注册失败；
UDC接受EVi注册请求然后生成一对公私钥，公钥私钥/>
UDC计算并赋予EVi u一个伪身份然后通过安全信道把私钥和/>发送给EVi u；
UDC储存和/>EVi u储存/>和/>
CS在UDC上进行注册的过程包括：
CSj选择一个独一无二的身份IDCSj来代表自己的身份，同时生成一个当前的时间戳然后计算哈希/>CSj通过安全信道把哈希H2发送给UDC；CSj表示第i个充电站；
UDC收到CSj发送的哈希值后，提取其中的参量IDCSj、验证时间戳/>是否在允许执行的范围内，若是，则继续执行；否则注册失败；
UDC验证CSj的身份是否存在数据库或撤销列表中，如果已经存在当前的数据库中，表明以前已经注册，否则UDC接收CSj的注册请求并为CSj指定一个独一无二的身份如果存在撤销列表中，表明该CSj不合法，注册失败；
UDC接受CSj注册请求然后生成一对公私钥，公钥私钥/>
UDC计算并赋予一个伪身份/>然后通过安全信道把私钥和/>发送给/>
UDC储存和/> 储存/>和/>
EV、CS、和UDC之间进行相互认证的过程包括：
EVi与CSj建立连接，EVi生成此时的时间戳Tst1，计算并将第一消息/>发送给CSj；
CSj接收到第一消息M1后，验证时间戳Tst1是否在可允许继续执行的范围内；若验证成功，CSj产生当前的时间戳Tst2，计算并将第二消息发送给UDC；否则，认证失败；
UDC接收到第二消息M2后，验证Tst1、Tst2是否在可继续执行的范围内；若验证成功，计算判断AuthUDC-EV＝AuthEV-UDC，AuthUDC-CS＝AuthCS-UDC是否成立，若成立，则EVi、CSj通过验证；否则，认证失败；若验证失败，则认证失败；
UDC验证EVi、CSj后，生成一个当前的时间戳Tst3，计算发送第三消息＜M3＞＝＜AuthUDC,Tst3＞给CSj；
CSj收到第三消息M3后，验证Tst3是否在可继续执行的范围内；若验证成功，计算判断/>是否成立，若成立，则UDC验证通过，并发送第四消息/>给EVi，否则，认证失败；若验证失败，则认证失败；
EVi接收到第四消息M4后，验证Tst3是否在可继续执行的范围内；若验证成功，计算判断/>是否成立，若成立，则UDC验证通过，否则，认证失败；若验证失败，则认证失败。
S3：构建EV充电推荐算法。
设置EV充电约束条件，包括：EV电池充电过程中的荷电状态约束、用户需求约束、电池充电功率约束、EV可选CS约束和EV充电过程中相对负载约束；
EV电池充电过程中的荷电状态(state of charge，SOC)约束：考虑到电池的特性和寿命问电池充电过程的荷电状态不能超过其上下限，即：
Smin≤Si,t≤Smax
其中，Si,t表示电动汽车在t时刻的荷电状态，Smin和Smax分别表示EV荷电状态的上、下限值，Smin一般不低于满荷电状态的20％。
用户需求约束：充电结束后，EV的荷电状态应满足用户需求，即：
Sexp≤Sfinal
其中，Sexp为充电结束时用户的期望荷电状态值；Sfinal为充电结束时EV的荷电状态。
电池充电功率约束：
0≤PEV(t)≤PEV,max
其中，PEV(t)表示EV充电功率，PEV,max表示电动汽车的最大充电功率。
EV可选CS约束：EV司机会选择一个CS进行充电活动。这里有两个因素限制了他们的选择，一个是电动汽车SE,i现在所处的位置与充电站SG,j之间的距离，另一个是EV现在的状态SOC。可选择的CS的限制条件如下：
Rij≤BSOC,iRmax
其中，BSOC,i表示第i个EV目前的电量状态，Rmax表示EV在满电状态下可行驶的最远距离，RmaxBSOC,i是EV目前的电量状态所能行驶的最远距离。实际上电池的消耗过程不是线性的，有时的特征是状态突然的下降。设计中不考虑电池消耗的动态变化，只有上限受到限制，所以说上述公式是成立的。
具体的，EV可选CS约束为：
其中，表示第i个EV可选的CS集合，SG,j表示第j个充电站节点，Rij表示第i个EV与第j个CS的距离。
EV充电过程中相对负载约束：
在充电网络模型中，电动汽车节点SE,i选择其中的充电站节点SG,j进行充电，汽车到达充电站时的SOC为：
Barr,i＝Bini,i-Er,i
其中，Er,i是电动汽车节点SE,i到达充电站节点SG,j所消耗的电量，假设SOC消耗是线性的，那么：
Er,i＝Rij/Rmax
电动汽车节点SE,i从出发地到达充电站节点SG,j所用时间定义为ΔTij：
其中，v是电动汽车在行驶过程中的平均速度。
当电动汽车节点SE,i到达充电站节点SG,j时，剩余的电量是Barr,i。需要时间从0充到Barr,i，两者之间的关系表示为：
其中，SOC()表示Barr,i与之间的函数关系式。
将电动汽车充满电的时间记为Φ，Φ是一个近似符合时间尺度分布的函数：
其中，f(·)是Φ的概率密度函数，Γ(·)是卡方分布，μ、σ、υ分别是时间参数、标度参数和形状参数，优选的，时间参数、标度参数和形状参数分别可取值为156.81、5.40、2.16。
赋予每辆电动汽车一个初始出发时间ti，那它们在时间点tj到达充电站SG,j，因此：
tj＝ti+ΔTij
借助微电网实时能源需求的定义，EV充电过程中相对负载约束为：
其中，Dj(t)表示t时刻第j个充电站的相对负载需求程度，Pj(t)表示t时刻第j个充电站的实时负载，Cj表示第j个充电站的服务容量即该充电站的能源储量，SG表示EV可选的CS集合；表示负载需求上限阈值，一般情况下/>取0.9；tj表示EV到达第j个充电站的时刻，Φ表示EV充满电的需要的时间，/>表示EV的电量从0充到当前剩余电量所需的时间。
在EV充电约束条件下，计算CS的负载功率；计算CS的负载功率的公式为：
其中，Pj(t)表示t时刻第j个充电站的实时负载，Pj(t)表示t时刻第j个充电站若未给EV充电时的负载，pl表示EV在该CS充电时的充电负载。
EV选择CS负载功率最小的CS进行充电。
S4：认证成功后，EV根据EV充电推荐算法调度EV进行充电。
S5：充电过程中，对服从调度的EV进行充电币奖励，在最低负载高于预警负载时，EV与CS通过充电币进行交易，UDC将交易数据发送到区块链网络中，将交易数据上链保存，以保证数据的安全性；。
本发明利用区块链激励机制设计了一种充电币，作为服从调度的EV用户的奖励，这种激励方案不涉及任何的金钱激励，可进一步提高其指导能力。充电时如果EV服从调度，说明此时鼓励充电活动，会得到加密货币—充电币的奖励。这种货币称为充电币，是一种基于联盟链的密码学激励，充电币系统并不是任何一个人都可以参与的公有链，而是一种联盟链，只有被批准的参与者才可以参与区块的编写，比如CS运营商和公共事业单位。
与货币激励系统不同，充电币给公共事业公司提供了一个额外的维度来优化电力系统，并且指导EV司机进行充电活动，这个系统对看中时间而非少量金钱的司机更有效。服从调度的汽车司机会相应地得到充电币的奖励，可以获得更好的服务体验，比如充电过程更短的等待时间。充电时，如果EV服从调度，即前往负载较低的CS进行充电，说明此时鼓励充电活动，那么充电过程不但将采用电网设计的正常功率充电，而且还会得到加密货币即充电币的奖励。EV用户在可选CS集合中选择负载值最低的CS进行充电时，如果该CS的负载值高于设定的高于预警负载值Pload，此时CS根据EV用户是否拥有充电币决定充电功率，如果用户通过充电币支付，那将按照正常设计的功率给EV用户充电，否则，用限制功率给用户充电。限制功率的充电意味着充电的功率受到限制，会导致充电的时间延长，虽然充电的时间延长，但是有限的充电功率对CS和电网造成的负面影响将小于之前的正常快充功率，可保护CS，延长CS使用寿命。
EV与CS通过充电币进行交易后，UDC将交易数据发送到区块链网络中，将交易数据上链保存，以保证数据的安全性。
基于充电币，根据推荐算法对EV进行充电调度，最终达到区域内负载的平衡。最终目标是平衡区域内各个CS的负载平衡，减少各个CS之间的负载差
对本发明进行评价，借鉴多微电网系统中的峰谷比(VTPR)，定义区域里各个CS的峰谷比为μ(t)：
其中，Ppeak(t)和Pvalley(t)分别代表该区域内所有CS中在t时刻最高负载充电站的负载值和最低负载充电站的负载值。
VTPR反映的是该区域内所有充电站的负载差异程度，该值越大，说明各个充电站负荷处于一个相对平衡的状态，负载的峰值和谷值没有出现巨大的差距，这有利于各个充电站和区域微电网的安全运行、经济运行。相反，当该值越小时，证明该区域内充电站负载处于一个极度不平衡的状态，此时对个别充电站和区域微电网的影响非常大，再通过对电力系统进行调节改动，还会造成一定的经济损失。经过数据结果验证，本发明VTPR的值相比EV在随机模式、就近模式下要大，论证了本发明可以解决区域内负载不平衡的问题。
本发明能在保护身份隐私、防窃听、防重放攻击和防假冒攻击等方面保证交易的安全性：
身份隐私保护：EVi在当前时刻产生的时间戳和有效的身份IDEVi需要发送给UDC，而且该时间戳不能重复使用，只在当前的交易中有效。所以，可以通过改变EV的时间戳来达到保护隐私的效果。注册后，会有UDC分配的唯一伪身份标识/>该标识确保了EV身份用户的匿名性和不可追溯性。对CS身份隐私保护同EV一样。
防止重放攻击：每次的哈希计算都会由相应时刻产生的时间戳Tstamp参与计算，因此，相应的时间戳发生改变，每一个新的哈希值信息都会有新的时间戳以防止重放攻击。
防窃听：EV参与活动时，需要UDC分配的唯一伪身份标识且只对单个活动有效，除了UDC没有人可以有EV的身份信息。因此。在每个活动中改变时间戳Tstamp可以确保隐私保护和窃听者窃听。
防模拟攻击：一个非法的EV想冒充一个合法的EV，需要知道合法EV的公私钥没有这些信息就不能产生伪身份标识/>则不能参与相互认证的过程。
综上所述，本发明能在保护身份隐私、防窃听、防重放攻击和防假冒攻击等方面保证交易的安全性，同时实现平衡充电站区域负载，实现充电汽车高效充电并延长充电站使用寿命，实用性高。
以上所举实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所举实施例仅为本发明的优选实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内对本发明所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于区块链的EV安全充电调度方法，其特征在于，包括：
S1：构建EV充电网络模型；
S2：根据EV充电网络模型，构建EV、CS和UDC三者之间相互认证方案；EV、CS和UDC三者之间根据相互认证方案进行认证；相互认证方案包括：UDC初始化系统；EV和CS在UDC上进行注册；EV、CS、和UDC之间进行相互认证；
EV在UDC上进行注册的过程包括：
EVi选择一个身份IDEVi来代表自己的身份，同时生成一个当前的时间戳然后计算哈希/>EVi通过安全信道把哈希H1发送给UDC；其中EVi表示第i个电动汽车；
UDC收到EVi发送的哈希值H1后，提取其中的参量IDEVi、验证时间戳/>是否在允许执行的范围内，若是，则继续执行；否则注册失败；
UDC验证EVi的身份是否存在数据库或撤销列表中，若已经存在当前的数据库中，表明早期已经注册，否则UDC为EVi指定身份/>若存在撤销列表中，表明该EVi不合法，注册失败；
UDC接受EVi注册请求然后生成一对公私钥，公钥私钥/>
UDC计算并赋予EVi一个伪身份然后通过安全信道把私钥/>和/>发送给EVi；
UDC储存和/>EVi储存/>和/>
CS在UDC上进行注册的过程包括：
CSj选择一个身份IDCSj来代表自己的身份，同时生成一个当前的时间戳然后计算哈希/>CSj通过安全信道把哈希H2发送给UDC；CSj表示第i个充电站；
UDC收到CSj发送的哈希值后，提取其中的参量IDCSj、验证时间戳/>是否在允许执行的范围内，若是，则继续执行；否则注册失败；
UDC验证CSj的身份是否存在数据库或撤销列表中，如果已经存在当前的数据库中，表明以前已经注册，否则UDC为CSj指定身份如果存在撤销列表中，表明该CSj不合法，注册失败；
UDC接受CSj注册请求然后生成一对公私钥，公钥私钥/>
UDC计算并赋予CSj一个伪身份然后通过安全信道把私钥/>和/>发送给CSj；
UDC储存和/>CSj储存/>和/>
EV、CS、和UDC之间进行相互认证的过程包括：
EVi与CSj建立连接，EVi生成此时的时间戳Tst1，计算并将第一消息/>发送给CSj；
CSj接收到第一消息M1后，验证时间戳Tst1是否在可允许继续执行的范围内；若验证成功，CSj产生当前的时间戳Tst2，计算并将第二消息发送给UDC；否则，认证失败；
UDC接收到第二消息M2后，验证Tst1、Tst2是否在可继续执行的范围内；若验证成功，计算判断AuthUDC-EV＝AuthEV-UDC，AuthUDC-CS＝AuthCS-UDC是否成立，若成立，则EVi、CSj通过验证；否则，认证失败；若验证失败，则认证失败；
UDC验证EVi、CSj后，生成一个当前的时间戳Tst3，计算发送第三消息<M3>＝<AuthUDC,Tst3>给CSj；
CSj收到第三消息M3后，验证Tst3是否在可继续执行的范围内；若验证成功，计算判断/>是否成立，若成立，则UDC验证通过，并发送第四消息/>给EVi，否则，认证失败；若验证失败，则认证失败；
EVi接收到第四消息M4后，验证Tst3是否在可继续执行的范围内；若验证成功，计算判断/>是否成立，若成立，则UDC验证通过，否则，认证失败；若验证失败，则认证失败；
S3：构建EV充电推荐算法；构建EV充电推荐算法的过程包括：
设置EV充电约束条件，包括：EV电池充电过程中的荷电状态约束、用户需求约束、电池充电功率约束、EV可选CS约束和EV充电过程中相对负载约束；
EV可选CS约束为：
其中，表示第i个EV可选的CS集合，SG,j表示第j个充电站节点，Rij表示第i个EV与第j个CS的距离，BSOC,i表示第i个EV目前的电量状态，Rmax表示EV在满电状态下可行驶的最远距离；
EV充电过程中相对负载约束为：
其中，Dj(t)表示t时刻第j个充电站的相对负载需求程度，Pj(t)表示t时刻第j个充电站的实时负载，Cj表示第j个充电站的服务容量，SG表示EV可选的CS集合，表示负载需求上限阈值，tj表示EV到达第j个充电站的时刻，Φ表示EV充满电的需要的时间，/>表示EV的电量从0充到当前剩余电量所需的时间；
在EV充电约束条件下，计算CS的负载功率；计算CS的负载功率的公式为：
其中，Pj(t)表示t时刻第j个充电站若未给EV充电时的负载，pl表示EV在该CS充电时的充电负载；
EV选择CS负载功率最小的CS进行充电；
S4：认证成功后，EV根据EV充电推荐算法调度EV进行充电；
S5：充电过程中，对服从调度的EV进行充电币奖励，在最低负载高于预警负载时，EV与CS通过充电币进行交易，UDC将交易数据发送到区块链网络中；其中，EV表示电动汽车，CS表示充电站，UDC表示公共事业数据中心。
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