基于区块链技术的充电桩密钥管理方案.docx

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基于区块链技术的充电桩密钥管理方案

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高兰魏光村李庆

摘要：为了保证充电桩、充电桩监控系统及运营管理平台之间通信安全与充电桩通信效率，结合区块链技术提出一种基于区块链技术的分布式密钥管理方案。从密钥生成、更新和注销3个方面进行详细介绍。优化改进椭圆曲线加密算法的标量乘法运算，将随机数[k]表示成二进制数形式，减少[kP]运算计算量，以提高椭圆曲线加密算法运算效率。改进后的算法平均只需进行[32log2k]次标量乘法运算，最多需进行[2log2k]次标量乘法运算，使在密钥产生阶段与签名阶段消耗的时长相较于椭圆曲线加密算法均缩短了20～30个百分点，在验证阶段缩短了约40～50个百分点，证明该方案具有更高的响应效率和安全性，也更适用于电动汽车充电基础设施。

关键词：区块链;充电桩;密钥管理;信息安全

DOI：10.11907/rjdk.201156

中图分类号：TP301文献标识码：A文章编号：1672-7800（2020）010-0138-04

Abstract：Chargingpilecommunicationsystemisanimportantpartofbetterdevelopmentofcharginginfrastructureandserviceofelectricvehicles.Thekeymanagementiscrucialtothesuccessfulimplementationofinformationsecurityprotectionmeasures.Inordertoensurethecommunicationsafetyandefficiencyofthechargingpile，thechargingpilemonitoringsystemandtheoperationmanagementplatform，thispaperproposesadistributedkeymanagementschemebasedonblockchaintechnology.Thearticleintroducesindetailthethreeaspectsofkeygeneration，updateandcancellation.Weoptimizethescalarmultiplicationoftheellipticcurveencryptionalgorithm.Therandomnumber[k]isrepresentedasabinarynumber，whichreducesthecalculationamountofthe[kP]operation，therebyimprovingtheoperationefficiencyoftheellipticcurveencryptionalgorithm.Theimprovedalgorithmonlyneedstoperform[32log2k]scalarmultiplicationoperationsonaverage，andatmost[2log2k]scalarmultiplicationoperations.Comparedwiththeellipticcurveencryptionalgorithm，thetimeinthekeygenerationphaseandthesignaturephaseisimprovedby20-30%，anditisincreasedby40-50%intheverificationphase.Throughtheanalysisofthescheme，theproposedschemehashigherresponseefficiencyandsafety，andismoresuitablefortheelectricvehiclecharginginfrastructure.

KeyWords：blockchain;chargingpile;keymanagement;informationsecurity

0引言

隨着我国新能源汽车利好政策陆续出台，电动汽车产业发展迅速，积极建设充电基础设施是产业发展关键。近年来充电桩需求量大幅增加，充电桩通讯系统智能升级势在