综述：电动汽车充电基础设施中的信息物理安全：组件、漏洞与防御策略

这篇综述系统探讨了电动汽车充电基础设施（EVCI）作为信息物理系统（CPS）的安全挑战，重点分析了其组件（如EVSE、EMS）、通信协议（ISO 15118/IEC 61851）及漏洞（中间人攻击/DoS攻击），并提出基于机器学习（ML）和混合入侵检测系统（IDS）的防御策略，为智能电网与EVCI融合提供安全保障。

　　

EVCI及其组件
电动汽车充电基础设施（EVCI）作为典型的信息物理系统（CPS），其架构包含双向能量流与信息流。核心组件包括电动汽车供电设备（EVSE）、充电站管理系统（CSMS）和能源管理系统（EMS），通过实时通信网络（如OCPP协议）实现动态交互。值得注意的是，车载与非车载充电拓扑对通信依赖度差异显著，直接影响网络安全设计。

标准与协议
国际标准组织（IEC/IEEE/SAE）制定了EVCI关键协议：ISO 15118规范车辆-电网通信，IEC 61851定义充电接口安全，而IEEE 2030.5确保智能电网互操作性。这些标准在加密认证、数据完整性方面仍存在潜在漏洞，例如SAE J2931协议曾暴露充电桩伪造风险。

网络安全威胁
EVCI面临多维度攻击：物理层可通过EVSE硬件篡改实施虚假数据注入（FDI），网络层易受中间人（MitM）攻击截获OCPP通信，而云端CSMS常成为分布式拒绝服务（DDoS）攻击目标。2022年某商用充电平台因未加密MQTT协议导致5000+用户数据泄露，凸显攻击的连锁效应——可能引发局部电网频率振荡甚至区域性停电。

检测与防御技术
前沿防御方案呈现多元化特征：隐马尔可夫模型（HMM）可检测充电曲线异常，卷积神经网络（CNN）能识别恶意数据包模式，而基于事件关联分析的IDS实现了对跨层攻击的实时追踪。实验数据显示，混合型IDS在特斯拉超级充电站测试中达到92.3%攻击识别率，但计算延迟仍需优化。

未来挑战
随着V2G（车辆到电网）技术普及，EVCI将面临新型攻击面：伪装的车辆身份（EV-ID）可能破坏动态电价机制，而量子计算威胁迫在眉睫——现行RSA-2048加密或于2030年前被破解。建议构建包含区块链身份认证与联邦学习的安全生态，同时需关注UL 9740等新标准对硬件安全等级的提升要求。

作者贡献
该研究由印度理工学院（ISM）丹巴德分校团队完成，获SERB启动基金（SRG/2023/000410）支持，第一作者Sagar Babu Mitikiri主导了漏洞建模与实验验证工作。