移动互联网用户爆发式的增长与移动终端的普及以及应用程序的丰富带来了海量的多媒体资源,使得网络面临着空前的流量压力。为满足目前网络内数据业务的海量需求,异构缓存网络由于其广覆盖、大容量、低时延的特点得到了广泛关注。异构网络(HetNet,Heterogeneous Networks)通过根据不同地域的网络业务需求来灵活与密集得部署基站来增强网络吞吐与覆盖。缓存(Caching)技术通过将资源文件预先缓存至终端侧节点来卸载流量与减少回程时延。然而无论是移动互联网还是物联网的快速发展均离不开稳定可靠的数据传输过程。特别是在越来越流行普及的移动支付以及自动驾驶场景中,数据传输的安全性更是重中之重。在异构网络中由于其复杂的小区划分以及覆盖重叠所带来的干扰问题以及网络潜在的窃听者都使得无线异构网络下的安全问题亟待解决。同时缓存技术通过预先存储文件至网络的边缘节点,在流量上的卸载、缓存策略的制定以及内容分发机制都得到了广泛研究,但是缓存网络在提升物理层安全上的潜力却很少被关注。针对无线异构缓存网络中的通信安全问题,本文提出基于用户缓存能力增强物理层安全的传输机制,并通过物理层安全指标对所提机制进行评估与分析。相较于以流量卸载为目标的缓存网络研究,本文提出将用户的缓存文件与其请求文件在比特与符号层级上进行融合传输,从而在对用户进行干扰消除的同时对窃听者引入额外的干扰。本文考虑由基站、用户与窃听者构成的三层异构缓存网络。基于用户已缓存的文件,本文提出符号级安全传输机制与比特级安全传输机制。符号级安全传输机制是指将目标文件信号与已缓存文件信号在符号上以一定的功率配比进行叠加传输。对于同时发送的已缓存文件信号干扰,用户可以根据本地缓存文件予以消除,而无缓存能力的窃听者则无法消除,即额外受到这部分来自服务基站的信号干扰。比特级安全传输机制是指将目标文件信号与已缓存文件信号在比特上进行编码再进行传输。当基站以这种机制进行传输时,用户可以根据本地缓存文件解码还原出目标文件信号而不损失发射功率。然而无缓存能力的窃听者由于缺乏已缓存文件,无法从接收信号中解出目标文件信号。本文采用泊松点过程(PPP,Poisson Point Processes)对三层节点的分布进行建模,并考虑两个场景分别采用符号级安全传输机制与比特级安全传输机制。通过随机几何理论的性质,本文对两个场景下安全传输机制与普通传输机制的接收信号强度进行分析,并推导各传输机制下安全性能指标遍历保密容量与保密覆盖率的表达式。最后对各传输机制在不同场景下的安全性能进行对比分析。通过数值仿真可以看到两种安全传输机制在窃听者密集分布与稀疏分布的场景下均优于普通传输机制,同时给出了两种安全传输机制在不同缓存能力场景下的性能差异分析。