内容中心网络(CCN)是近年来引起越来越多研究者关注的一种新型网络模型。与当前依靠主机IP地址进行网络通信的模式相比,网络内缓存数据分组的模式被认为是内容中心网络的一个很显著的优势,因为它可以有效地缓解带宽竞争、网络拥塞问题,减轻网络流量压力、缓解服务器瓶颈和减少用户访问延迟。这种新特性作为内容中心网络优势的同时也带来了跟当前网络模型所不同的新的问题与挑战。一方面,网内路由节点缓存机制使网络能就近响应用户请求,缩短用户请求的响应时间,然而网络默认使用的到处缓存(LCE)策略存在着“无效缓存”问题和“缓存同质化”问题,削弱了网内缓存所带来的优势;另一方面,作为一个开放的数据交换平台,缓存机制也带来了缓存隐私泄露的安全隐患。攻击者可以轻易地运用时间分析等攻击方式获得链接同一个缓存路由的邻居用户的隐私信息,造成用户隐私安全问题。针对这些新的问题,本文围绕着之相关的内容中心网络缓存技术与安全防范机制进行研究探讨,旨在优化网络性能,诸如提高缓存命中率和降低网络请求延时,提高内容中心网络的隐私安全性。本文主要的研究工作包括:1)对内容中心网络的设计原则和基本的体系架构进行了研究。介绍了内容中心网络的通讯方式和基本特点,并在此基础上,与其他形式的网络进行了对比分析。对国内外针对内容中心网存在的与缓存相关问题的研究现状进行了研究和分析。2)分析研究了现有的CCSPP缓存隐私保护方案存在的区域构建过于复杂和区域网络稳定性问题,并针对这些问题提出一种改进的兼顾缓存隐私保护和缓存效益的缓存技术。在NDNsim模拟平台上设计了仿真实验进行验证。3)围绕内容中心网络存在的“缓存同质化”问题进行了研究。分析了造成“缓存同质化”现象存在的原因。对现有的解决该问题的缓存策略进行了研究,分析了现有的解决方案尚存在的不足并针对性地提出一种改进的缓存技术。运用仿真实验方式对提出的技术方法的效果进行验证。本文主要的创新点如下:1)提出一种改进的面向隐私保护的缓存技术。该缓存策略无需通过复杂的区域路由构建方法即可实现区域路由的协作缓存。同时,在缓存决策过程中,根据内容的流行度,将确定性缓存方式与概率性缓存方式相结合。仿真结果表明该策略提高了网络路由缓存的命中率,降低了用户平均请求延时。2)提出一种基于节点度数的差异化缓存技术。该方法依据节点的度数差异,在缓存决策时,对内容的流行度提出不同的缓存标准,在度数较大的节点其缓存内容的流行度要求也较高,实现差异化缓存。实验结果表明,该方法提高网络缓存内容的丰富度,较好地缓解了“缓存同质化”问题。