“网关中间件”架构:如何不改桩端实现OCPP协议安全升级到Security Profile 2/3

OCPP 1.6安全配置如何升级到Security Profile 2/3,一直是存量桩运营商和设备厂商在出海、接大客户时绕不过去的"硬门槛"。在大量已部署的项目中,桩侧往往只实现了Security Profile 0/1,要想补齐TLS加密、证书认证等能力,如果走"改桩"的老路,不仅成本高、周期长,还容易引发现场稳定性问题。本文介绍一种更轻量的路径:通过深圳惠志科技的OCPP安全代理网关,在不修改桩端代码和硬件的前提下,让现网OCPP 1.6桩轻松升级到Security Profile 2/3,对外满足高安全和合规要求。

一、行业背景:OCPP 1.6的安全短板与升级压力

OCPP 1.6在全球范围内已经大规模部署,多数早期项目基于Security Profile 0/1运行,即使用明文WebSocket或仅依赖Basic Auth认证,缺少TLS加密和完备的身份校验机制。随着公共充电网络规模扩大,运营商和车企对通信安全的关注度持续提升,要求链路至少升级到Security Profile 2,有的甚至直接要求Profile 3。

对桩企和运营商来说,直接在桩端升级存在多重压力:需要重新开发并适配TLS/证书栈,重新刷写固件,可能要安排现场停机维护,还要承担升级过程中不可预期的兼容性和稳定性风险。对于已经铺设上千、上万台存量桩的运营商来说,这样的改造几乎难以承受。如何在不动存量硬件、不大动干戈的前提下实现安全能力跃迁,成为现实业务中的核心诉求。

二、OCPP安全配置文件概览:从Profile 0/1到2/3

要理解如何"跨级"升级,首先需要明确不同Security Profile之间的差异。Security Profile 0/1通常意味着:桩通过ws://与云平台建立连接,最多使用Basic Auth做用户名和密码校验,整个链路以明文形式承载OCPP报文,容易遭受窃听、篡改或伪造。

Security Profile 2在此基础上引入了wss://和TLS加密,把传输通道变成加密隧道,由服务器证书保证云平台身份,桩侧仍可以使用Basic Auth进行账号级认证,大幅降低了被窃听和伪造云端的风险。进一步的Security Profile 3则在TLS握手中引入客户端证书,实现双向认证:不仅桩要验证云的证书,云也要验证"桩的证书",实现设备级强身份认证,更适用于跨区域、大规模、公网环境的充电网络接入需求。

从安全目标上看,很多运营商并非不理解Profile 2/3的价值,而是被现实限制在Profile 0/1:存量桩的硬件资源有限,协议栈实现封闭,重新适配TLS/PKI体系难度极大。理想方案是,让现有桩继续跑它擅长的Profile 0/1,由一个中间层来"代为"完成从0/1到2/3的安全升级。

三、"网关中间件"架构:不改桩端,也能对外是Profile 2/3
深圳惠志科技的OCPP安全代理网关,正是基于"网关中间件"思路设计:它部署在"充电桩 ↔ CSMS云平台"的通信链路中间,一端对接现网的OCPP 1.6桩,另一端对接国内/海外的云平台,在中间完成协议解析、安全增强和策略控制。

从架构上看,可以简单理解为三层:底层是现有的OCPP 1.6充电桩,依旧保持原有IP、端口、ws://地址及Security Profile 0/1配置;中间层是部署在站级或中心侧的OCPP安全代理网关,作为桩的"虚拟CSMS",接收所有来自桩的OCPP报文;上层是真正的CSMS平台,与网关之间采用wss://、TLS加密以及证书认证,满足Security Profile 2/3的安全要求。

在这种架构下,安全升级的重任全部由网关承担:桩端仍用原来的方式与"云"通信,只不过云变成了"网关";网关再替桩与真实CSMS建立安全加密链路。对桩侧来说,它并不感知安全配置文件的变化,对云侧来说,看到的是一批已经具备Profile 2/3能力的"安全终端",从而实现"对内兼容旧桩,对外满足新规"的双重目标。
四、升级实践路径:从现网Profile 0/1到Profile 2/3

落地到实际项目时,可以沿着"梳理现网 → 部署网关 → 网关启用Profile 2 → 网关扩展到Profile 3"的路径推进。

1. 梳理现网:保持桩端Profile 0/1不变

第一步是确认现网桩的OCPP版本与安全配置:多数存量项目为OCPP 1.6,采用ws://方式接入平台,未启用TLS或仅使用简单的Basic Auth。升级方案的前提,就是不去触碰这些已有配置,不要求更换主控、不要求重刷固件,最大限度保护现场稳定性。

在对外沟通和撰写技术方案时,可以明确强调"零改造、零返厂、尽量零停机":升级动作不发生在桩端,而是通过新增网关和调整网络路由来完成。这一点,对运营商以及有大量外包安装资源的车企合作方非常关键,能降低他们对改造风险的顾虑。

2. 部署OCPP安全代理网关:透明接管通信链路

第二步是在合适的位置部署深圳惠志科技的OCPP安全代理网关,可以集中部署在数据中心,也可以按站点部署在边缘机房或站内机柜,根据网络拓扑灵活选择。网关启动后,会以"模拟CSMS"的身份接受桩端连接,从桩的角度看,它只是把原先CSMS的地址,改成了网关的IP和端口。

在很多场景中,甚至连桩配置都不需要逐台手动修改,可以通过4G/5G路由器、专网隧道或DNAT等手段,将原本指向旧CSMS的流量自动转发到网关。在这一阶段,桩仍旧通过ws://访问网关,保持原有Security Profile 0/1配置不变,所有OCPP报文以明文方式进入网关内部处理。

3. 网关侧启用Security Profile 2:明文进,密文出

完成透明接入后,第三步是让网关与CSMS之间的链路升级到Security Profile 2。此时需要在网关中配置云平台的wss://地址、服务器证书链及根CA信息,确保网关在与云平台建立TLS连接时,可以正确验证对端身份。

在认证层面,网关可以为每一台逻辑"桩"配置或自动生成对应的Basic Auth账号和密码,并在转发OCPP报文时代替桩向云侧进行认证。这样,云平台仍然能够以账号为粒度识别和控制单台设备,只不过这些认证请求都是由网关发出。对桩来说,它仍然只需与网关保持原有会话;对云平台来说,已经获得了一条经过TLS加密的安全隧道,实现了"明文进网关、密文出网关"的效果。

对于运营方而言,这一步已经完成了从Security Profile 0/1到Profile 2的关键跨越:链路加密、有服务器侧证书校验、具备账号级身份认证,能够满足大部分公共充电网络和车企对通信安全的基础要求,而整个过程没有引发对桩端固件和硬件的侵入式修改。

4. 网关侧扩展到Security Profile 3:代理双向证书认证

在更高安全要求或面向海外严苛合规环境的项目中,往往会进一步要求Security Profile 3,即在TLS握手中引入客户端证书,让云平台不仅验证服务器证书,还要对"每一台桩的证书"进行校验。

在采用深圳惠志科技OCPP安全代理网关的架构中,这一复杂的证书体系同样被封装在网关内实现。网关可以为每一台逻辑桩生成或导入客户端证书及私钥,并在向云平台发起TLS握手时,代表相应桩出示证书完成双向认证。云平台看到的,是一批带有合法证书的安全终端;而真实的桩端,仍旧仅与网关进行明文或基础认证通信。

为了支持长期运行,网关还可以配合证书管理系统,实现证书的发放、更新、吊销和轮换,把原本需要在每一台桩上分散维护的证书体系集中到网关和后台平台中管理。对于大规模部署来说,这种"集中管理 + 统一下发"的模式,远比在终端逐台维护证书来得可控和高效。