IPsec协议是互联网安全协议,为IP层提供数据机密性、完整性、源验证、抗重传等功能。密钥交换协议IKEv2为IPsec协议动态协商和管理安全联盟,是IPsec广泛部署和应用的重要基础。路由器是保证网络互联的主要网络设备,随着互联网向IPv6协议过渡的完成,IPv6路由器将成为主流路由器,在其上实现IPsec和密钥交换协议IKEv2是保证数据传输安全的基础。随着互联网移动应用的不断发展,需要研究如何在移动场景下实现安全通信。研究IPv6路由器中IKEv2协议的实现和其对移动IPv6的支持具有重要的现实意义。论文的主要的主要研究工作和成果如下:1.对密钥交换协议进行了综述。研究了密钥交换协议的功能、设计要求、使用的安全模型、面临的安全威胁等;将IKEv2协议与IKEv1协议进行了比较研究,分析了IKEv2协议的优势和其他协议的不足。2.设计了由协议状态机和安全策略组成的IKEv2安全框架。设计了模块化的协议实现,实现了安全框架,最终在基于LINUX的IPv6路由器中实现了IKEv2协议。论文详细介绍了IKEv2的体系结构、各模块设计和处理流程。3.对IKEv2协议的Mobile IPv6扩展进行了定义和研究。通过针对家乡代理和移动节点分别进行的研究和设计,论文在现有IKEv2的设计框架中增加了对Mobile IPv6的支持,进一步扩展了IKEv2的应用范围。