串匹配算法是计算机科学领域中一个重要的基础研究领域。在文本处理、数据压缩、搜索引擎、生物计算，以及网络安全等大量的应用中，都需要进行串匹配。本文主要讨论精确模式串匹配。本文首先研究了模式串匹配的模型化方法，提出了使用一个宽窗口来在正文中并行地扫描多个模式出现的思想，并将它应用到单模式匹配和多模式匹配中来，然后将它们与Bit-Parallelism技术结合，获得了几个时间最优的串匹配算法。最后给出了这些算法在网络安全中的一些应用。主要研究内容包括： 对双向有限状态自动机(2DFA)进行扩展，提出了读头可跳跃的确定的有限状态自动机(SDFA)。证明了SDFA的描述能力与DFA是等价的。其次，分析了串匹配算法读头运动的四种类型并将它们用SDFA来模型化，并给出了一个典型例子：读头移动最复杂的BMA串匹配算法的SDFA模型，来证明SDFA模型的简练性与准确性。 　　提出了使用相互重叠的大窗口来扫描正文的思想的LDM单模式串匹配算法。在窗口中，先从中间位置往前扫描模式前缀，然后再扫描相应的模式后缀。将Bit-Parallelism技术与LDM算法思想结合，提出了在模式串长度不大于机器字长的情况下各项时间复杂度与LDM算法相同的算法LNDM。性能测试实验也验证了它们平均时间复杂度最优这一理论结果，而且在查找较短模式时，LNDM算法与LDM算法在大字母表情况下是最快的。 　　将LDM算法的思想推广到多模式匹配中来，提出了MLDM算法。 　　提出了一个使用动态连接库来实现的PLUGIN技术的可扩展的网络协议还原平台模型。对本文提出的串匹配算法进行必要的修改，使得它们在进行在线网络流量扫描时，在所扫描的上下文之间只需要保存一个状态字即可。经过以上准备，我们实现了一个基于网络的防病毒系统原型。