Pro autentizaci a šifrování dat se vžilo označení IPsec (IP security). Tato problematika je rozsáhla a zaslouží si vlastní modul, proto se zde pouze zmíním o rozšiřujících záhlavích a jejich režimech vkládání do datagramu.
Jedná se o rozšiřující záhlaví AH (Authentication Header) a ESP (Encapsulating Security Payload). První záhlaví se stará o autentizaci (ověření pravosti adres a obsahu) a druhé umožňuje i šifrování obsahu přenášených dat. Datagram může být opatřen jedním či oběma záhlavími zároveň. Implementace IPsec je u IPv6 povinná, na rozdíl od IPv4.
Rozšiřující záhlaví lze vkládat ve dvou režimech:
Rozšiřující záhlaví Poslední záhlaví (No next header) značí fakt, že datagram nenese žádná data a veškeré informace jsou umístěny v záhlavích. Poslední záhlaví používá hlavně protokol ICMP, který pro svoje účely využívá především rozšiřující záhlaví.