1.一种基于充电站的车辆量子密钥充注系统,其特征在于,包括:密服平台、充电站、充电桩、车辆;
所述密服平台中存储管理有待充注的预制量子密钥;所述密服平台与充电站之间通信连接,密服平台将预制量子密钥下发给充电站;所述充电站与充电桩之间通信连接,充电站将预制量子密钥下发给充电桩;
所述车辆与充电桩连接时,充电桩将预制量子密钥传输给车辆,实现车辆的预制量子密钥充注;
所述车辆与充电桩连接时,充电桩与车辆的电池管理单元之间通过CAN总线通信连接,充电桩将预制量子密钥通过CAN总线传输给车辆的电池管理单元;车辆的车载终端与电池管理单元之间通过CAN总线通信连接,车辆管理单元将预制量子密钥通过CAN总线传输给车辆的车载终端,车辆终端对预制量子密钥进行存储;
车辆的车载终端根据车内剩余预制量子密钥的数量生成车内剩余预制量子密钥的总状态报文,以及根据待充注的预制量子密钥数量生成密钥充注需求报文,并将车内剩余预制量子密钥的总状态报文和密钥充注需求报文传输给电池管理单元;车辆的电池管理单元将车内剩余预制量子密钥的总状态报文和密钥充注需求报文发送给充电桩;
充电桩先判断是否收到车内剩余预制量子密钥的总状态报文,若没有收到总状态报文,则充电桩不向车辆充注预制量子密钥;若收到总状态报文,则充电桩再判断是否收到密钥充注需求报文,若没有收到密钥充注需求报文,则充电桩不向车辆充注预制量子密钥;若收到密钥充注需求报文,则充电桩判断充电桩内预制量子密钥的剩余数量是否满足充注需求,即是否满足待充注的预制量子密钥数量,若不满足,则充电桩向车辆反馈密钥充注失败的信息,若满足,则充电桩向车辆充注预制量子密钥。
2.根据权利要求1所述的一种基于充电站的车辆量子密钥充注系统,其特征在于,所述预制量子密钥是由部署在云端的量子随机数发生器生成,并由云端的密服平台存储管理;
所述预制量子密钥包含预制量子密钥本身以及对应的密钥信息;其中,密钥信息包括密钥标识、密钥长度、密钥序列号。
3.根据权利要求1所述的一种基于充电站的车辆量子密钥充注系统,其特征在于,所述密服平台与充电站上均部署有量子密钥分发设备,所述密服平台与充电站之间通过量子密钥分发设备协商生成会话密钥,所述密服平台通过会话密钥将预制量子密钥加密下发给充电站。
4.根据权利要求1所述的一种基于充电站的车辆量子密钥充注系统,其特征在于,所述充电站与各个充电桩之间采用有线连接,充电站分别向各个充电桩下发预制量子密钥。
5.根据权利要求1所述的一种基于充电站的车辆量子密钥充注系统,其特征在于,充电桩将含预制量子密钥的报文通过CAN总线传输给车辆的电池管理单元;其中,充电桩的唯一设备标识符位于报文的CAN ID中;预制量子密钥位于报文的CAN数据域中;
电池管理单元接收到含预制量子密钥的报文后,电池管理单元先读取CAN ID中的设备标识符,判断所读取的设备标识符是否为指定允许进行预制量子密钥充注的充电桩设备标识符,若是,则电池管理单元再读取CAN数据域中的预制量子密钥;否则,电池管理单元不再读取CAN数据域中的预制量子密钥。
6.根据权利要求1所述的一种基于充电站的车辆量子密钥充注系统,其特征在于,电池管理单元接收到预制量子密钥后,以CAN报文的形式将预制量子密钥通过CAN总线传输给车载终端,车载终端接收到CAN报文后,先判断CAN报文的识别码是否正确,若正确,则获取CAN报文中的预制量子密钥;否则不获取CAN报文中的预制量子密钥。
7.根据权利要求1所述的一种基于充电站的车辆量子密钥充注系统,其特征在于,充电站实时监测各个充电桩内预制量子密钥的剩余数量,若某个充电桩内预制量子密钥的剩余数量低于设定临界值时,则充电站向该充电桩下发设定数量的预制量子密钥。
8.应用于权利要求1‑7任意一项所述的一种基于充电站的车辆量子密钥充注系统的充注方法,其特征在于,包括以下步骤:S1,云端的量子随机数发生器生成待充注的预制量子密钥,并由云端的密服平台对预制量子密钥进行存储管理;
S2,密服平台与充电站之间通过量子密钥分发设备协商生成会话密钥,密服平台使用会话密钥将预制量子密钥加密下发给充电站;
S3,充电站分别向各个充电桩下发预制量子密钥,各个充电桩所下发的预制量子密钥不同;
S4,车辆与充电桩完成物理连接以及相应的充电参数配置后,车辆的车载终端根据车内剩余预制量子密钥的数量生成车内剩余预制量子密钥的总状态报文,以及根据待充注的预制量子密钥数量生成密钥充注需求报文,并将车内剩余预制量子密钥的总状态报文和密钥充注需求报文传输给电池管理单元;车辆的电池管理单元向充电桩发送车内剩余预制量子密钥的总状态报文和密钥充注需求报文;
S5,充电桩先判断是否收到车内剩余预制量子密钥的总状态报文,若没有收到总状态报文,则充电桩不向车辆充注预制量子密钥;若收到总状态报文,则充电桩再判断是否收到密钥充注需求报文,若没有收到密钥充注需求报文,则充电桩不向车辆充注预制量子密钥;
若收到密钥充注需求报文,则充电桩判断充电桩内预制量子密钥的剩余数量是否满足充注需求,即是否满足待充注的预制量子密钥数量,若不满足,则充电桩不向车辆充注预制量子密钥,并向车辆反馈密钥充注失败的信息,若满足,则充电桩向车辆充注预制量子密钥,即充电桩通过CAN总线向车辆的电池管理单元发送含预制量子密钥的报文;其中,充电桩的唯一设备标识符位于报文的CAN ID中;预制量子密钥位于报文的CAN数据域中;
S6,电池管理单元接收到含预制量子密钥的报文后,电池管理单元先读取CAN ID中的设备标识符,判断所读取的设备标识符是否为指定允许进行预制量子密钥充注的充电桩设备标识符,若是,则电池管理单元再读取CAN数据域中的预制量子密钥;否则,电池管理单元不再读取CAN数据域中的预制量子密钥;
S7,电池管理单元读取到预制量子密钥后,以CAN报文的形式将预制量子密钥通过CAN总线传输给车载终端的微控制单元,车载终端的微控制单元接收到CAN报文后,先判断CAN报文的识别码是否正确,若正确,则获取CAN报文中的预制量子密钥,并将预制量子密钥通过串口通信传输给车载终端的密码安全模块,车载终端的密码安全模块将预制量子密钥存储于存储芯片中;否则不获取CAN报文中的预制量子密钥。