国网湖南省电力有限公司株洲供电分公司 易荣华,李军文,黄思钰,等:基于联盟链与边缘计算的电动汽车跨域认证方案

学术   科技   2024-11-13 17:10   北京  

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引文信息


易荣华,李军文,黄思钰,等.基于联盟链与边缘计算的电动汽车跨域认证方案[J].电力信息与通信技术,202422(8)45-55

YI Ronghua,LI Junwen,HUANG Siyu,et al.Cross domain authentication scheme for electric vehicles based on consortium blockchain and edge computing[J].Electric Power Information and Communication Technology,2024,22(8):45-55(in Chinese)



01

研究背景


电动汽车在享受充电/放电服务时通过公共网络进行通信,可能造成许多隐私和安全风险,因此为V2G网络设计高效安全的身份验证系统十分必要。同时用户可以驾驶电动汽车选择不同的充电服务运营商请求充电服务,由于不同的充电服务运营商之间存在认证模式不同、证书形式不同等差异,对电动汽车用户的身份认证造成显著隔离,形成多个信任域,造成用户需要重新注册才能获取认证中心的信任。如何保证电动汽车用户在不同服务运营商之间实现快速跨域认证是本文的研究重点。


02

主要创新点


1)本文提出一种V2G中基于联盟链和边缘计算的电动汽车跨域认证方案,架构图如图1所示。以联盟链技术存储电动汽车用户的信任背书,实现对不同充电服务运营商下信任域的链接,解决集中式存储的单点故障和数据篡改问题。以边缘计算技术为电动汽车用户提供身份认证,解决集中式认证架构因用户数目增大而出现的通信拥堵和认证服务器计算压力大等问题。
图1  基于联盟链和边缘计算的跨域认证架构图
2)详细描述该方案的方案架构和具体认证过程,如图2所示,并理论证明该方案具有机密性、不可伪造性和用户的隐私性。根据需要,为跨域认证方案设计通信数据包格式,实验显示当电动汽车用户数目从10增长到100,本方案认证时延相比其他方案增长的更少。
图2  跨域认证阶段时序图

03
解决的问题和意义


本文设计一种基于联盟链和边缘计算的电动汽车跨域认证方案,在各运营商所属的认证中心之间部署联盟区块链,使各认证中心之间快速达成信任,实现跨域车辆的身份认证。理论证明该方案的正确性、机密性、不可伪造性和用户的身份隐私性。实验结果表明,该方案在注册和认证阶段有更低的计算开销和更小的通信量,相比其他方案更具有优势。





作者介绍

易荣华

易荣华(1997),男,硕士,通信作者,研究方向为电力信息和信息安全,aspiring_yironghua@ 163.com。

李军文(1986),男,硕士,高级工程师,研究方向为电力信息通信运行与设计规划。

黄思钰(1998),女,本科,研究方向为电力信息通信运行与设计规划。

张潇(1998),女,硕士,研究方向为群智感知数据存储。

雷雪霏(1999),女,本科,研究方向为电力信息通信运行。


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