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作为分析和预防网络蠕虫传播的理论基础，网络蠕虫的传播模型系统随着网络系统的千变万化也变得越来越复杂。现在已经存在的网络蠕虫传播模型还存在不足，主要是对其过程中一些客观因素的影响考虑的不够周全，同时用混沌性理论对蠕虫传播模型的研究和仿真更是缺少。现在对蠕虫传播在最优控制理论方面的研究几乎没有，即在更好地控制蠕虫传播的同时使得蠕虫传播感染过程中带来的损失降到更少。针对以上问题，本文首先基于Two-Factor模型，提出了一个蠕虫传播的优化模型。然后对蠕虫传播模型在混沌性传播和代价最优控制方面进行了深入研究。具体而言，本文要完成的研究工作和研究成果有以下几个方面：（1）蠕虫的基本工作原理。本文分别对与蠕虫传播模型相关的和本论文中所用到的相关的工作原理和理论知识进行了分析。前者主要包括：网络蠕虫定义、网络蠕虫的特性分析及传播模型的分析等。后者主要包括：混沌理论及最优控制理论。这为本文的研究工作提供了基础（2）提出了蠕虫传播模型的优化模型。首先基于双因素（Two-Factor）蠕虫传播模型，通过对双因素（Two-Factor）蠕虫传播模型的分析和优化，提出了一个新的蠕虫传播模型。然后对此优化模型进行了相关仿真实验和结果分析。（3）提出了基于优化模型的混沌系统。首先基于混沌理论和新蠕虫传播模型，提出了新蠕虫传播模型对应的混沌系统。然后对此混沌系统进行了相关仿真实验和结果分析。（4）提出了基于Kermack-Mckendric模型的最优控制系统。首先基于Kermack-Mckendric蠕虫传播模型和最优控制理论，提出了一个最优控制系统。然后对此最优控制进行了相关仿真实验和结果分析。通过实验，本文提出的蠕虫优化模型系统能够更准确地预测蠕虫的传播；新模型的混沌系统能够从混沌性方面预测出蠕虫传播的三个关键时间点，参考这几个时间点对蠕虫传播加以预防和控制，可以实现预防的及时性；Kermack-Mckendric模型的代价优化控制系统能够给出蠕虫传播的最优控制，使得在控制有效时并使控制代价最小。最后，对本文所用的各个方法进行了分析，并提出了以后应该改进的不足之处。