随着Internet的迅速增长以及IPv4地址空间的逐渐耗尽,IPv6作为Internet协议的下一版本,对IPv4的取代将不可避免的成为必然。但是,IPv6的部署是一个渐进的过程,因此,IPv6和IPv4两者共存的局面还要持续较长的时间。IPv6将IPSec集成到协议内部,IPSec于是作为IPv6协议的固有部分贯穿于IPv6的各个领域并为之提供安全保障。但是,由于IPv6引入了一些新的特性以及IPv4向IPv6过渡期的存在,也带来了一些安全上的新的风险和威胁,同时和传统的IPv4网络相比,一些固有的安全问题仍然没有得到很好地解决,因此,研究基于IPv6的下一代网络安全关键技术将具有重要的现实意义。本文首先介绍了IPv6协议的相关内容,接着对IPv6网络安全体系架构进行了深入地分析和研究;然后分析和探讨了IPv4向IPv6过渡机制并对IPv6过渡机制的安全问题进行了深入研究,提出了一种针对双栈转换机制过渡方案的安全策略;重点分析和研究了传统网络安全工具在基于IPv6的下一代网络中的改进方向,如防火墙、IDS、网络安全审计以及漏洞扫描等相关安全工具,强调了数据挖掘技术在网络安全工具研发中的重要性,同时结合实际的网络拓扑,构建出了一种基于IPv6的网络动态安全防御体系;最后在纯IPv6的实验环境中对基于IPSec的VPN在Linux平台下进行了实现,并对其安全性进行了测试和分析。