CCN(Content Centric Network)通过节点缓存实现大规模的内容分发,解决网络传输过程冗余问题,提高网络的服务性能。由于节点存储空间有限,一个高效的缓存策略可以直接提高CCN的存储性能。节点缓存机制在提高网络服务性能的同时,易受到缓存污染攻击。攻击者通过迫使路由节点缓存非流行内容,实现缓存污染的目的。因此,如何保护和高效利用缓存,进行缓存安全机制方面的研究成为了当前的热点。针对以上研究热点,本文提出了基于内容流行度的哈希路由节点协作缓存机制与基于聚类算法的缓存污染攻击检测和防御机制。在节点协作缓存机制中,通过计算路由节点的相似度,基于PageRank算法对节点进行协同域划分。在协同域内,本文将基于节点介数的内容流行度与哈希路由用于缓存策略中,不仅降低了协同域内的缓存内容冗余度,而且避免了非流行内容被分配进入缓存。最后通过在协同域的边际节点加入了HotZone机制,进一步降低了用户访问时延。在缓存污染攻击检测和防御机制中,本文基于Density Peaks的聚类算法来检测和防御污染攻击。通过对边缘节点收到的兴趣包进行聚类,算法可以区分兴趣包的分布是否遵循Zipf分布。一旦检测到攻击发生,将异常的请求记录在请求攻击列表中。防御机制处于列表中的请求采取只进行转发,但不进行缓存对应内容的措施,避免恶意内容进入缓存,达到防御的目的。本文使用ndnSim模拟器对基于哈希路由的节点协作缓存机制和基于聚类的检测与防御机制进行实验和仿真,从节点缓存命中率,内容获取延迟,攻击检测正确率以及算法复杂度等多个角度对机制的性能进行比较和评测。实验的结果表明,本文的节点协作缓存机制可以有效的提高网络在缓存命中率和用户访问内容延迟方面的性能,检测和防御机制在攻击检测正确率,节点缓存命中率与访问延迟等多方面都有较大的提升。