CN115314227B - 一种充电桩接入认证方法、系统和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种充电桩接入认证方法、系统和设备，应用于管理中心，管理中心、区块链平台和充电桩通信连接，包括：通过区块链平台对外部终端发送的充电请求对应的数字签名进行验证，若验证成功则通过充电桩输出电能至外部终端，并通过PLC网络采集充电桩的第一电能数据，轮询区块链平台的备份判断数据判断是否执行备份操作，若判定执行备份操作则通过PLC网络采集第二电能数据存储至区块链平台，并更新备份判断数据，从第一电能数据中选取待判断数据，结合第二电能数据确定传输安全结果。整个充电桩接入认证过程利用现有电力线路进行信息传输，同时结合区块链技术进行数据采样备份，能够更好地提高私人充电桩接入认证的数据传输安全性。

Description

一种充电桩接入认证方法、系统和设备
技术领域
本发明涉及信息处理技术领域，尤其涉及一种充电桩接入认证方法、系统和设备。
背景技术
随着“碳中和”口号的提出，新能源汽车进入全面市场化拓展期，而我国当前新能源汽车保有量与充电桩数量的车桩比数量约为3:1，仍存在较大的充电桩需求缺口。
近年来随车配建的私人充电桩数量激增，但由于私人充电桩的应用场景差异化和多样化，私人充电桩的接入认证使用过程中容易存在通信安全问题，如非法用户发起DDOS攻击等。为了更好地管理私人充电桩使其进入共享经济领域，有待进一步提高私人充电桩接入认证的数据传输安全性。
发明内容
本发明提供了一种充电桩接入认证方法、系统和设备，解决了现有技术中私人充电桩接入认证的数据传输安全性较低的技术问题。
本发明提供的一种充电桩接入认证方法，应用于管理中心，所述管理中心、区块链平台和充电桩通信连接，包括：
响应外部终端发送的充电请求，通过所述区块链平台对所述充电请求对应的数字签名进行验证；
若验证成功，则通过所述充电桩输出电能至所述外部终端，并通过PLC网络按照预设采样步长采集所述充电桩的第一电能数据；
按照所述采样步长轮询所述区块链平台的备份判断数据，根据轮询结果判断是否执行备份操作；
若判定执行所述备份操作，则通过所述PLC网络采集所述轮询结果对应的第二电能数据存储至所述区块链平台，并更新所述备份判断数据；
响应所述外部终端发送的充电完成信号，按照所述第二电能数据的时间戳从所述第一电能数据中选取待判断数据，结合所述第二电能数据确定传输安全结果。
可选地，所述响应外部终端发送的充电请求，通过所述区块链平台对所述充电请求携带的数字签名进行验证的步骤之前，包括：
响应所述外部终端发送的注册请求，解析所述注册请求得到注册信息并发送至所述区块链平台；
通过所述区块链平台根据所述注册信息生成唯一对应的原始账户地址和私钥；
将所述原始账户地址存储至所述区块链平台上的智能合约，并将所述原始账户地址和所述私钥返回至所述外部终端；所述私钥用于生成所述外部终端对应的数字签名。
可选地，所述响应外部终端发送的充电请求，通过所述区块链平台对所述充电请求对应的数字签名进行验证的步骤，包括：
响应外部终端发送的充电请求，通过所述区块链平台获取所述充电请求对应的数字签名；
通过所述区块链平台上的智能合约调用签名恢复函数对所述数字签名进行校验，得到待判断账户地址；
判断所述智能合约上的原始账户地址与所述待判断账户地址是否一致。
可选地，所述备份判断数据包括备份空缺时间、备份满额时间、数据备份成本和数据存储总量；所述按照所述采样步长轮询所述区块链平台的备份判断数据，根据轮询结果判断是否执行备份操作的步骤，包括：
按照所述采样步长，比较所述区块链平台当前的备份空缺时间和备份满额时间；
若所述备份空缺时间等于所述备份满额时间，则判定为执行备份操作；
若所述备份空缺时间小于所述备份满额时间，则结合所述区块链平台当前的数据备份成本和数据存储总量判断是否执行备份操作。
可选地，所述若所述备份空缺时间小于所述备份满额时间，则结合所述区块链平台当前的数据备份成本和数据存储总量判断是否执行备份操作的步骤，包括：
若所述备份空缺时间小于所述备份满额时间，则计算所述数据备份成本、数据存储总量和备份满额时间的乘值；
采用所述备份空缺时间与所述乘值进行比值运算，得到备份概率；
将所述备份概率乘以判断常数得到判断阈值，并通过随机数种子机制获取一个满足随机取值范围的随机数；
当所述判断阈值小于或等于所述随机数时，则判定为执行所述备份操作；
当所述判断阈值大于所述随机数时，则更新所述备份空缺时间，判定为不执行所述备份操作。
可选地，所述若判定执行所述备份操作，则通过所述PLC网络采集所述轮询结果对应的第二电能数据存储至所述区块链平台，并更新所述备份判断数据的步骤，包括：
若判定执行所述备份操作，则通过所述PLC网络按照所述采样步长采集所述轮询结果对应的所述充电桩的第二电能数据；
将所述第二电能数据存储至所述区块链平台，重置所述备份空缺时间并更新所述数据存储总量。
可选地，所述响应所述外部终端发送的充电完成信号，按照所述第二电能数据的时间戳从所述第一电能数据中选取待判断数据，结合所述第二电能数据确定传输安全结果的步骤，包括：
响应所述外部终端发送的充电完成信号，从所述第一电能数据中选取时间戳与所述第二电能数据的时间戳相同的第一电能数据作为待判断数据；
比较所述第二电能数据与所述待判断数据；
当所述第二电能数据与所述待判断数据一致时，输出传输安全结果为安全，并删除所述第二电能数据；
当所述第二电能数据与所述待判断数据不一致时，输出所述传输安全结果为不安全，并删除所述第二电能数据。
可选地，所述方法还包括：
若验证失败，对所述充电请求对应的账户地址进行失败标记，并统计失败标记次数；
当所述失败标记次数超过预定标记次数时，将所述账户地址认定为恶意账户地址；
若接收到所述恶意账户地址通过所述外部终端发送的充电请求，则拒绝响应。
本发明第二方面提供了一种充电桩接入认证系统，应用于管理中心，所述管理中心、区块链平台和充电桩通信连接，包括：
数字签名验证模块，用于响应外部终端发送的充电请求，通过所述区块链平台对所述充电请求对应的数字签名进行验证；
第一电能数据采集模块，用于若验证成功，则通过所述充电桩输出电能至所述外部终端，并通过PLC网络按照预设采样步长采集所述充电桩的第一电能数据；
备份轮询模块，用于按照所述采样步长轮询所述区块链平台的备份判断数据，根据轮询结果判断是否执行备份操作；
第二电能数据采集模块，用于若判定执行所述备份操作，则通过所述PLC网络采集所述轮询结果对应的第二电能数据存储至所述区块链平台，并更新所述备份判断数据；
传输安全结果确定模块，用于响应所述外部终端发送的充电完成信号，按照所述第二电能数据的时间戳从所述第一电能数据中选取待判断数据，结合所述第二电能数据确定传输安全结果。
本发明第三方面提供了一种电子，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如本发明第一方面任一项所述的充电桩接入认证方法的步骤。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明基于响应外部终端发送的充电请求，通过区块链平台对充电请求对应的数字签名进行验证，若验证成功，则通过充电桩输出电能至外部终端，并通过PLC网络按照预设采样步长采集充电桩的第一电能数据同时按照采样步长轮询区块链平台的备份判断数据，根据轮询结果判断是否执行备份操作，若判定执行备份操作，则通过PLC网络采集轮询结果对应的第二电能数据存储至区块链平台，并更新备份判断数据，通过响应外部终端发送的充电完成信号，按照第二电能数据的时间戳从第一电能数据中选取待判断数据，结合第二电能数据从而确定传输安全结果。整个充电桩接入认证过程利用现有电力线路进行信息传输，同时根据私人充电桩的去中心化分布特点，结合区块链技术进行数据采样备份，具备了工程量小、建设周期快等优势的同时，可以通过区块链平台上存储的数据和管理中心上存储的数据的比较结果确定PLC网络的数据传输安全性，能够更好地提高私人充电桩接入认证的数据传输安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例一提供的一种充电桩接入认证方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例二提供的一种充电桩接入认证方法的步骤流程图；
图3为本发明实施例三提供的一种充电桩接入认证系统的结构框图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种充电桩接入认证方法、系统和设备，用于解决现有技术中私人充电桩接入认证的数据传输安全性较低的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1为本发明实施例一提供的一种充电桩接入认证方法的步骤流程图。
本发明提供的一种充电桩接入认证方法，应用于管理中心，管理中心、区块链平台和充电桩通信连接，包括：
步骤101、响应外部终端发送的充电请求，通过区块链平台对充电请求对应的数字签名进行验证。
充电请求，指的是能支持充电桩接入认证应用的外部终端所发送的充电请求信息。
数字签名，指的是充电请求对应的一段数字串，该数字串携带有充电请求对应的接入认证信息。
在本发明实施例中，当接收到任一支持充电桩接入认证应用的外部终端发送的充电请求时，管理中心通过互联网将该充电请求发送至区块链平台，通过区块链平台对该充电请求对应的数字签名进行解析并验证。
步骤102、若验证成功，则通过充电桩输出电能至外部终端，并通过PLC网络按照预设采样步长采集充电桩的第一电能数据。
验证成功，指的是满足区块链平台对数字签名的验证要求时得到的验证结果。
采样步长，指的是采样的单位时长，可根据实际需要设为一分钟、十分钟或一小时。
第一电能数据，指的是在充电桩输出电能至充电完成的过程中，充电桩的电能损耗数据。
在本发明实施例中，若数字签名满足区块链平台的验证要求，则通过互联网输出验证成功的验证结果至管理中心，管理中心根据该验证结果通过充电桩输出电能至外部终端，同时在充电桩输出电能期间，通过PLC网络按照预设的采样步长采集充电桩的电能损耗数据并存储为第一电能数据。
步骤103、按照采样步长轮询区块链平台的备份判断数据，根据轮询结果判断是否执行备份操作。
备份判断数据，指的是用于判断区块链平台是否执行备份操作的数据，包括备份空缺时间、备份满额时间、数据备份成本和数据存储总量。
备份空缺时间，指的是区块链平台连续未执行备份操作的时长。例如，当以分钟作为采样步长的时间单位时，备份空缺时间n代表连续n分钟未发送数据到区块链平台进行采样。可以理解的是，在区块链平台每次执行完备份操作后，n的值都会重置为0。
备份满额时间，指的是区块链平台至少执行一次备份操作的时长。例如，当以分钟作为备份空缺时间的时间单位时，将备份满额时间M设置为60，即保证在一小时内区块链平台至少执行一次备份操作。在实际运用过程中，可以根据采样需求来动态调节该参数，如在发现某次传输有问题之后需提高充电桩的采样频率以获取更多的信息，可以通过将M值缩小提高采样的频率。
数据备份成本，指的是区块链平台执行一次备份操作的成本，是一个归一化参数，由当前区块链平台的数据存储成本和当前运营商执行备份操作的付出成本的比值来决定。
数据存储总量，指的是区块链平台上的存储的第二电能数据的数据总量。可以理解的是，数据存储总量的初始值为1；区块链平台每执行一次备份操作则数据存储总量加一；同时每确定一次传输安全结果就删除对应的第二电能数据，则数据存储总量减一。
轮询结果，指的是根据备份判断数据进行轮询得到的结果。
备份操作，指的是区块链平台采集充电桩的电能损耗数据进行备份的操作。
在本发明实施例中，从充电桩输出电能伊始，在管理中心通过PLC网络按照采样步长采集第一电能数据的同时，按照采样步长对应的时间节点获取区块链平台当前的备份空缺时间、备份满额时间、数据备份成本和数据存储总量进行轮询，根据轮询结果判断区块链平台是否采集充电桩的电能损耗数据进行备份。
步骤104、若判定执行备份操作，则通过PLC网络采集轮询结果对应的第二电能数据存储至区块链平台，并更新备份判断数据。
第二电能数据，指的是判定为执行备份操作时对应采集的充电桩的电能损耗数据。
在本发明实施例中，若根据轮询结果判定区块链平台执行备份操作，则通过PLC网络按照采样步长采集当前节点的充电桩的电能损耗数据，将该当前节点的电能损耗数据作为第一电能数据存储至管理中心，同时也作为第二电能数据通过互联网传输至区块链平台进行存储。
步骤105、响应外部终端发送的充电完成信号，按照第二电能数据的时间戳从第一电能数据中选取待判断数据，结合第二电能数据确定传输安全结果。
充电完成信号，指的是能支持充电桩接入认证应用的外部终端所发送的充电完成信息。
时间戳，指的是根据采样时间节点通过数字签名技术对应生成的数据。可以理解的是，每次采集的第一电能数据和第二电能数据都根据采样时间节点添加有对应的时间戳。
待判断数据，指的是用于判断数据传输是否存在安全问题的数据。
传输安全结果，指的是数据传输是否存在安全问题的结果，包括不安全和安全。
在本发明实施例中，充电完成信息可以通过外部终端设定充电桩输出电能的时长来确定，也可以通过外部终端设定充电桩输出电能的量值来确定。当接收到外部终端发送的充电完成信号时，管理中心获取第二电能数据的时间戳，按照该时间戳从第一电能数据中选取待判断数据，采用待判断数据和第二电能数据确定传输安全结果。
在本发明实施例中，响应外部终端发送的充电请求，通过区块链平台对充电请求对应的数字签名进行验证，若验证成功，则通过充电桩输出电能至外部终端，并通过PLC网络按照预设采样步长采集充电桩的第一电能数据同时按照采样步长轮询区块链平台的备份判断数据，根据轮询结果判断是否执行备份操作，若判定执行备份操作，则通过PLC网络采集轮询结果对应的第二电能数据存储至区块链平台，并更新备份判断数据，通过响应外部终端发送的充电完成信号，按照第二电能数据的时间戳从第一电能数据中选取待判断数据，结合第二电能数据从而确定传输安全结果。整个充电桩接入认证过程利用现有电力线路进行信息传输，不需要再铺设通信电缆，也无需对现有充电设备进行改造；同时根据私人充电桩的去中心化分布特点，结合区块链技术进行数据采样备份，避免引入过多的模块变得过于繁杂，具备了工程量小、建设周期快等优势的同时，可以通过区块链平台上存储的数据和管理中心上存储的数据的比较结果确定PLC网络的数据传输安全性，能够更好地提高私人充电桩接入认证的数据传输安全性。
请参阅图2，图2为本发明实施例二提供的一种充电桩接入认证方法的步骤流程图。
本发明提供的一种充电桩接入认证方法，应用于管理中心，管理中心、区块链平台和充电桩通信连接，包括：
步骤201、响应外部终端发送的注册请求，解析注册请求得到注册信息并发送至区块链平台。
注册请求，指的是能支持充电桩接入认证应用的外部终端所发送的注册请求信息。
注册信息，指的是关于接入外部终端的注册用户的身份信息。
在本发明实施例中，当接收到任一支持充电桩接入认证应用的外部终端发送的注册请求时，管理中心对该注册请求转换成信息形式进行解析，得到注册用户的身份信息并发送至区块链平台。
步骤202、通过区块链平台根据注册信息生成唯一对应的原始账户地址和私钥。
原始账户地址，指的是根据注册用户的身份信息经过一系列运算生成的对应的区块链地址。
私钥，指的是根据注册用户的身份信息，随机生成的可以用于加密的一串数字。
在本发明实施例中，区块链平台接收到注册用户的身份信息后，基于区块链平台的数学运算算法，生成该身份信息唯一对应的原始账户地址和私钥。
步骤203、将原始账户地址存储至区块链平台上的智能合约，并将原始账户地址和私钥返回至外部终端；私钥用于生成外部终端对应的数字签名。
智能合约，指的是以代码形式指定各方履行的承诺的协议。智能合约中存储的代码一旦部署就难以修改，因此它只会按一个预期的逻辑进行，不需要第三方的监督，可以实现去中心化的功能。
在本发明实施例中，生成原始账户地址和私钥后，将原始账户地址存储至区块链平台上的智能合约，便于后续进行使用该原始账户地址执行相关验证操作；同时将原始账户地址和私钥返回至外部终端，以便于已注册用户后续以该原始账户地址接入外部终端，以及当已注册用户将接入认证信息发送至外部终端以生成对应的充电请求时，可以以该已注册用户的私钥随该接入认证信息进行加密而生成对应的数字签名。其中，接入认证信息包括当前时间、充电桩特定标识、用户信息，充电特定标识可便于管理中心确定具体输出电能至外部终端的充电桩。
可以理解的是，当用户想通过外部终端生成对应的充电请求时，如该用户未含有区块链地址则先执行步骤201至步骤203，如该用户含有区块链地址则直接复用并执行后续步骤。
步骤204、响应外部终端发送的充电请求，通过区块链平台对充电请求对应的数字签名进行验证。
可选地，步骤204包括以下子步骤：
响应外部终端发送的充电请求，通过区块链平台获取充电请求对应的数字签名；
通过区块链平台上的智能合约调用签名恢复函数对数字签名进行校验，得到待判断账户地址；
判断智能合约上的原始账户地址与待判断账户地址是否一致。
签名恢复函数，指的是能够对数字签名进行校验处理得到对应的区块链地址的函数。
在本发明实施例中，当接收到任一支持充电桩接入认证应用的外部终端发送的充电请求时，管理中心通过互联网将该充电请求发送至区块链平台，区块链平台获取到充电请求对应的数字签名，同时通过智能合约调用签名恢复函数对该数字签名进行校验，将函数校验返回的区块链地址作为待判断账户地址，并判断智能合约上存储的原始账户地址与待判断账户地址是否一致。
步骤205、若验证成功，则通过充电桩输出电能至外部终端，并通过PLC网络按照预设采样步长采集充电桩的第一电能数据。
可以理解的是，当智能合约上存储的原始账户地址含有与待判断账户地址一致的区块链地址，则认定为验证成功，反之则为验证失败。
在本发明实施例中，步骤205的具体实施过程与步骤102类似，在此不再赘述。
可选地，方法还包括：
若验证失败，对充电请求对应的账户地址进行失败标记，并统计失败标记次数；
当失败标记次数超过预定标记次数时，将账户地址认定为恶意账户地址；
若接收到恶意账户地址通过外部终端发送的充电请求，则拒绝响应。
账户地址，指的是用户的区块链地址。
失败标记次数，指的是某一账户地址被进行失败标记的次数。
标记次数，指的是达到认定为恶意账户地址的失败标记次数。
恶意账户地址，指的是非正常注册使用的区块链地址。
在本发明实施例中，若智能合约上存储的原始账户地址不含有与待判断账户地址一致的区块链地址，则通过互联网输出验证失败的验证结果至管理中心，管理中心根据该验证结果对该充电请求对应的账户地址进行失败标记，并根据历史数据对该账户地址的失败标记次数进行统计，当失败标记次数超过预定标记次数时将账户地址认定为恶意账户地址，后续若接收到恶意账户地址通过外部终端发送的充电请求则直接拒绝响应。
步骤206、按照采样步长轮询区块链平台的备份判断数据，根据轮询结果判断是否执行备份操作。
可选地，步骤206包括以下子步骤：
按照采样步长，比较区块链平台当前的备份空缺时间和备份满额时间；
若备份空缺时间等于备份满额时间，则判定为执行备份操作；
若备份空缺时间小于备份满额时间，则结合区块链平台当前的数据备份成本和数据存储总量判断是否执行备份操作。
优选地，步骤206包括还以下子步骤：
若备份空缺时间小于备份满额时间，则计算数据备份成本、数据存储总量和备份满额时间的乘值；
采用备份空缺时间与乘值进行比值运算，得到备份概率；
将备份概率乘以判断常数得到判断阈值，并通过随机数种子机制获取一个满足随机取值范围的随机数；
当判断阈值小于或等于随机数时，则判定为执行备份操作；
当判断阈值大于随机数时，则更新备份空缺时间，判定为不执行备份操作。
备份概率，指的是判断区块链平台是否进行备份的概率。
判断常数，指的是用于将备份概率进行转换得到判断阈值的常数。
判断阈值，指的是用于与随机数进行比较，从而判断区块链平台是否进行备份的阈值。
随机数种子机制，指的是一种生成随机数的机制。
随机取值范围，指的是满足与判断阈值进行比较的随机数的取值范围。
随机数，指的是随机产生的数值。
在本发明实施例中，从充电桩输出电能伊始，在管理中心通过PLC网络按照采样步长采集第一电能数据的同时，按照采样步长对应的时间节点，获取区块链平台当前的备份空缺时间和备份满额时间进行比较；若备份空缺时间等于备份满额时间则判定为执行备份操作；若备份空缺时间小于备份满额时间，则采用备份空缺时间，与数据备份成本、数据存储总量和备份满额时间的乘值进行比值运算得到备份概率，将备份概率乘以判断常数得到的判断阈值，与随机数种子机制生成的随机数进行比较；当判断阈值小于或等于随机数时则判定为执行备份操作，当判断阈值大于随机数时则更新备份空缺时间判定为不执行备份操作。
为了便于理解，本实施例中对步骤206的子步骤的情形进行详细说明。
设定备份空缺时间为n、备份满额时间为M、数据备份成本为P、数据存储总为量C、备份概率为ρ、判断常数为100、判断阈值为K、随机取值范围为[0，99]、随机数为R以及备份概率计算公式如下：
Figure 819485DEST_PATH_IMAGE001
。
按照采样步长，获取区块链平台当前的n和M，根据n和M的比较结果从备份概率计算公式中选取对应的计算公式。
当n等于M时，ρ为1，则说明命中执行备份操作的概率，直接执行备份操作。
当n小于M时，获取区块链平台当前的P和C，根据对应的计算公式进行计算，计算得到的ρ*100得到K，同时重新设置随机数种子获取一个[0，99]之间的R；将K与R进行比较，若R小于或等于K则说明命中执行备份操作的概率，若R大于K则说明未命中执行备份操作的概率。
步骤207、若判定执行备份操作，则通过PLC网络采集轮询结果对应的第二电能数据存储至区块链平台，并更新备份判断数据。
可选地，步骤207包括以下子步骤：
若判定执行备份操作，则通过PLC网络按照采样步长采集轮询结果对应的充电桩的第二电能数据；
将第二电能数据存储至区块链平台，重置备份空缺时间并更新数据存储总量。
在本发明实施例中，若根据轮询结果判定区块链平台执行备份操作，则通过PLC网络按照采样步长采集当前节点的充电桩的电能损耗数据，将该当前节点的电能损耗数据作为第一电能数据存储至管理中心，同时也作为第二电能数据通过互联网传输至区块链平台进行存储，由于区块链平台存储了新的数据则数据存储总量需进行更新，同时重置备份空缺时间。
步骤208、响应外部终端发送的充电完成信号，按照第二电能数据的时间戳从第一电能数据中选取待判断数据，结合第二电能数据确定传输安全结果。
可选地，步骤208包括以下子步骤：
响应外部终端发送的充电完成信号，从第一电能数据中选取时间戳与第二电能数据的时间戳相同的第一电能数据作为待判断数据；
比较第二电能数据与待判断数据；
当第二电能数据与待判断数据一致时，输出传输安全结果为安全，并删除第二电能数据；
当第二电能数据与待判断数据不一致时，输出传输安全结果为不安全，并删除第二电能数据。
在本发明实施例中，当接收到外部终端发送的充电完成信号时，从第一电能数据中选取时间戳与第二电能数据的时间戳相同的第一电能数据作为待判断数据，将该待判断数据与第二电能数据进行一致性比较，当第二电能数据与待判断数据一致时输出传输安全结果为安全，当第二电能数据与待判断数据不一致时输出传输安全结果为不安全，同时，不管输出传输安全结果为安全还是不安全，只要得到了传输安全结果就将对应的第二电能数据进行删除，以便于回收部分存储成本。
在本发明实施例中，响应外部终端发送的注册请求，将解析注册请求得到的注册信息发送至区块链平台，通过区块链平台根据注册信息生成唯一对应的原始账户地址和私钥，并分别发送至区块链平台上的智能合约和外部终端；响应外部终端发送的充电请求，通过区块链平台上的智能合约调用签名恢复函数对数字签名进行校验得到待判断账户地址，基于判断智能合约上存储的原始账户地址与待判断账户地址是否一致来进行验证。若验证成功，则通过充电桩输出电能至外部终端，并通过PLC网络按照预设采样步长采集充电桩的第一电能数据同时按照采样步长轮询区块链平台的备份判断数据，根据轮询结果判断是否执行备份操作；若判定执行备份操作，则通过PLC网络采集轮询结果对应的第二电能数据存储至区块链平台，并更新备份判断数据，通过响应外部终端发送的充电完成信号，按照第二电能数据的时间戳从第一电能数据中选取待判断数据，结合第二电能数据从而确定传输安全结果。若验证失败，对该充电请求对应的账户地址进行失败标记，并对该账户地址的失败标记次数进行统计，当失败标记次数超过预定标记次数时将账户地址认定为恶意账户地址，后续若接收到恶意账户地址通过外部终端发送的充电请求则直接拒绝响应。整个充电桩接入认证过程利用现有电力线路进行信息传输，不需要再铺设通信电缆，也无需对现有充电设备进行改造；同时根据私人充电桩的去中心化分布特点，结合区块链技术进行数据采样备份，避免引入过多的模块变得过于繁杂，具备了工程量小、建设周期快等优势的同时，可以通过区块链平台上存储的数据和管理中心上存储的数据的比较结果确定PLC网络的数据传输安全性，能够更好地提高私人充电桩接入认证的数据传输安全性。
请参阅图3，图3为本发明实施例三提供的一种充电桩接入认证系统的结构框图。
本发明提供的一种充电桩接入认证系统，应用于管理中心，管理中心、区块链平台和充电桩通信连接，包括：
数字签名验证模块301，用于响应外部终端发送的充电请求，通过区块链平台对充电请求对应的数字签名进行验证。
第一电能数据采集模块302，用于若验证成功，则通过充电桩输出电能至外部终端，并通过PLC网络按照预设采样步长采集充电桩的第一电能数据。
备份轮询模块303，用于按照采样步长轮询区块链平台的备份判断数据，根据轮询结果判断是否执行备份操作。
第二电能数据采集模块304，用于若判定执行备份操作，则通过PLC网络采集轮询结果对应的第二电能数据存储至区块链平台，并更新备份判断数据。
传输安全结果确定模块305，用于响应外部终端发送的充电完成信号，按照第二电能数据的时间戳从第一电能数据中选取待判断数据，结合第二电能数据确定传输安全结果。
可选地，该系统还包括注册模块，用于：
响应外部终端发送的注册请求，解析注册请求得到注册信息并发送至区块链平台；
通过区块链平台根据注册信息生成唯一对应的原始账户地址和私钥；
将原始账户地址存储至区块链平台上的智能合约，并将原始账户地址和私钥返回至外部终端；私钥用于生成外部终端对应的数字签名。
可选地，数字签名验证模块301具体用于：
响应外部终端发送的充电请求，通过区块链平台获取充电请求对应的数字签名；
通过区块链平台上的智能合约调用签名恢复函数对数字签名进行校验，得到待判断账户地址；
判断智能合约上的原始账户地址与待判断账户地址是否一致。
可选地，该系统还包括恶意账户地址确定模块，用于：
若验证失败，对充电请求对应的账户地址进行失败标记，并统计失败标记次数；
当失败标记次数超过预定标记次数时，将账户地址认定为恶意账户地址；
若接收到恶意账户地址通过外部终端发送的充电请求，则拒绝响应。
可选地，备份判断数据包括备份空缺时间、备份满额时间、数据备份成本和数据存储总量，备份轮询模块303具体用于：
按照采样步长，比较区块链平台当前的备份空缺时间和备份满额时间；
若备份空缺时间等于备份满额时间，则判定为执行备份操作；
若备份空缺时间小于备份满额时间，则结合区块链平台当前的数据备份成本和数据存储总量判断是否执行备份操作。
优选地，备份轮询模块303还用于：
若备份空缺时间小于备份满额时间，则计算数据备份成本、数据存储总量和备份满额时间的乘值；
采用备份空缺时间与乘值进行比值运算，得到备份概率；
将备份概率乘以判断常数得到判断阈值，并通过随机数种子机制获取一个满足随机取值范围的随机数；
当判断阈值小于或等于随机数时，则判定为执行备份操作；
当判断阈值大于随机数时，则更新备份空缺时间，判定为不执行备份操作。
可选地，第二电能数据采集模块304具体用于：
若判定执行备份操作，则通过PLC网络按照采样步长采集轮询结果对应的充电桩的第二电能数据；
将第二电能数据存储至区块链平台，重置备份空缺时间并更新数据存储总量。
可选地，传输安全结果确定模块305具体用于：
响应外部终端发送的充电完成信号，从第一电能数据中选取时间戳与第二电能数据的时间戳相同的第一电能数据作为待判断数据；
比较第二电能数据与待判断数据；
当第二电能数据与待判断数据一致时，输出传输安全结果为安全，并删除第二电能数据；
当第二电能数据与待判断数据不一致时，输出传输安全结果为不安全，并删除第二电能数据。
本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器及处理器，存储器中储存有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行如本发明任一实施例所述的充电桩接入认证方法的步骤。
存储器可以是诸如闪存、EEPROM（电可擦除可编程只读存储器）、EPROM、硬盘或者ROM之类的电子存储器。存储器具有用于执行根据本发明的方法步骤的程序代码的存储空间。例如，用于程序代码的存储空间可以包括分别用于实现上面的方法中的各种步骤的各个程序代码。这些程序代码可以从一个或者多个计算机程序产品中读出或者写入到这一个或者多个计算机程序产品中。这些计算机程序产品包括诸如硬盘、存储卡或者软盘之类的程序代码载体。程序代码可以例如以适当形式进行压缩。这些代码当由计算处理设备运行时，导致该计算处理设备执行上面所描述的方法中的各个步骤。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和设备的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法、系统和设备，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种充电桩接入认证方法，其特征在于，应用于管理中心，所述管理中心、区块链平台和充电桩通信连接，包括：
响应外部终端发送的充电请求，通过所述区块链平台对所述充电请求对应的数字签名进行验证；
若验证成功，则通过所述充电桩输出电能至所述外部终端，并通过PLC网络按照预设采样步长采集所述充电桩的第一电能数据；
按照所述采样步长轮询所述区块链平台的备份判断数据，根据轮询结果判断是否执行备份操作；
若判定执行所述备份操作，则通过所述PLC网络采集对应的第二电能数据存储至所述区块链平台，并更新所述备份判断数据；所述第二电能数据是指判定为执行备份操作时对应采集的充电桩的电能损耗数据；
响应所述外部终端发送的充电完成信号，按照所述第二电能数据的时间戳从所述第一电能数据中选取待判断数据，结合所述第二电能数据确定传输安全结果。
2.根据权利要求1所述的充电桩接入认证方法，其特征在于，所述响应外部终端发送的充电请求，通过所述区块链平台对所述充电请求携带的数字签名进行验证的步骤之前，包括：
响应所述外部终端发送的注册请求，解析所述注册请求得到注册信息并发送至所述区块链平台；
通过所述区块链平台根据所述注册信息生成唯一对应的原始账户地址和私钥；
将所述原始账户地址存储至所述区块链平台上的智能合约，并将所述原始账户地址和所述私钥返回至所述外部终端；所述私钥用于生成所述外部终端对应的数字签名。
3.根据权利要求1所述的充电桩接入认证方法，其特征在于，所述响应外部终端发送的充电请求，通过所述区块链平台对所述充电请求对应的数字签名进行验证的步骤，包括：
响应外部终端发送的充电请求，通过所述区块链平台获取所述充电请求对应的数字签名；
通过所述区块链平台上的智能合约调用签名恢复函数对所述数字签名进行校验，得到待判断账户地址；
判断所述智能合约上的原始账户地址与所述待判断账户地址是否一致。
4.根据权利要求1所述的充电桩接入认证方法，其特征在于，所述备份判断数据包括备份空缺时间、备份满额时间、数据备份成本和数据存储总量；所述按照所述采样步长轮询所述区块链平台的备份判断数据，根据轮询结果判断是否执行备份操作的步骤，包括：
按照所述采样步长，比较所述区块链平台当前的备份空缺时间和备份满额时间；
若所述备份空缺时间等于所述备份满额时间，则判定为执行备份操作；
若所述备份空缺时间小于所述备份满额时间，则结合所述区块链平台当前的数据备份成本和数据存储总量判断是否执行备份操作。
5.根据权利要求4所述的充电桩接入认证方法，其特征在于，所述若所述备份空缺时间小于所述备份满额时间，则结合所述区块链平台当前的数据备份成本和数据存储总量判断是否执行备份操作的步骤，包括：
若所述备份空缺时间小于所述备份满额时间，则计算所述数据备份成本、数据存储总量和备份满额时间的乘值；
采用所述备份空缺时间与所述乘值进行比值运算，得到备份概率；
将所述备份概率乘以判断常数得到判断阈值，并通过随机数种子机制获取一个满足随机取值范围的随机数；
当所述判断阈值小于或等于所述随机数时，则判定为执行所述备份操作；
当所述判断阈值大于所述随机数时，则更新所述备份空缺时间，判定为不执行所述备份操作。
6.根据权利要求4所述的充电桩接入认证方法，其特征在于，所述若判定执行所述备份操作，则通过所述PLC网络采集对应的第二电能数据存储至所述区块链平台，并更新所述备份判断数据的步骤，包括：
若判定执行所述备份操作，则通过所述PLC网络采集对应的所述充电桩的第二电能数据；
将所述第二电能数据存储至所述区块链平台，重置所述备份空缺时间并更新所述数据存储总量。
7.根据权利要求1所述的充电桩接入认证方法，其特征在于，所述响应所述外部终端发送的充电完成信号，按照所述第二电能数据的时间戳从所述第一电能数据中选取待判断数据，结合所述第二电能数据确定传输安全结果的步骤，包括：
响应所述外部终端发送的充电完成信号，从所述第一电能数据中选取时间戳与所述第二电能数据的时间戳相同的第一电能数据作为待判断数据；
比较所述第二电能数据与所述待判断数据；
当所述第二电能数据与所述待判断数据一致时，输出传输安全结果为安全，并删除所述第二电能数据；
当所述第二电能数据与所述待判断数据不一致时，输出所述传输安全结果为不安全，并删除所述第二电能数据。
8.根据权利要求1所述的充电桩接入认证方法，其特征在于，所述方法还包括：
若验证失败，对所述充电请求对应的账户地址进行失败标记，并统计失败标记次数；
当所述失败标记次数超过预定标记次数时，将所述账户地址认定为恶意账户地址；
若接收到所述恶意账户地址通过所述外部终端发送的充电请求，则拒绝响应。
9.一种充电桩接入认证系统，其特征在于，应用于管理中心，所述管理中心、区块链平台和充电桩通信连接，包括：
数字签名验证模块，用于响应外部终端发送的充电请求，通过所述区块链平台对所述充电请求对应的数字签名进行验证；
第一电能数据采集模块，用于若验证成功，则通过所述充电桩输出电能至所述外部终端，并通过PLC网络按照预设采样步长采集所述充电桩的第一电能数据；
备份轮询模块，用于按照所述采样步长轮询所述区块链平台的备份判断数据，根据轮询结果判断是否执行备份操作；
第二电能数据采集模块，用于若判定执行所述备份操作，则通过所述PLC网络采集所述轮询结果对应的第二电能数据存储至所述区块链平台，并更新所述备份判断数据；
传输安全结果确定模块，用于响应所述外部终端发送的充电完成信号，按照所述第二电能数据的时间戳从所述第一电能数据中选取待判断数据，结合所述第二电能数据确定传输安全结果。
10.一种电子设备，其特征在于，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-8任一项所述的充电桩接入认证方法的步骤。
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