IPSec VPN使用的主要加密算法包括DES、3DES、AES、RC4和RC5。DES是最早应用于IPSec VPN中的加密算法，但由于其密钥较短，已被3DES所取代。3DES采用了三次数据加密标准，提高了安全性。AES是目前最流行的加密算法之一，具有更高的安全性和效率。RC4是一种流密码算法，虽然曾经被广泛使用，但由于安全性问题，现已被弃用。RC5是一种块密码算法，也曾用于IPSec VPN中。
IPSec VPN使用的协议主要包括AH（认证头）和ESP（封装安全载荷）。AH提供数据完整性、源认证和反重放保护，但不提供数据加密功能。ESP则提供了数据加密、数据完整性和可选的源认证功能。通常在实际应用中，AH和ESP常常结合使用，以提供更全面的安全性保护。
除了加密算法和安全协议外，IPSec VPN还使用了Diffie-Hellman密钥交换协议。Diffie-Hellman协议通过双方交换信息来协商一个共享的密钥，从而实现安全通信。IPSec VPN还可以结合使用数字证书、预共享密钥等方式来增强安全性。
在IPSec VPN中，还常常使用哈希算法来实现数据完整性检查。常用的哈希算法包括MD5和SHA。MD5是一种较老的哈希算法，由于存在安全性漏洞，渐渐被SHA取代。SHA是一种安全性更高的哈希算法，目前广泛应用于IPSec VPN中。
另外一个常见的安全机制是秘钥管理协议（IKE），它用于自动协商和管理IPSec VPN中的安全关联。IKE可实现身份认证、安全参数协商、秘钥交换等功能，从而简化了安全性配置和管理的复杂性。IPSec VPN中还可以使用压缩算法来提高数据传输效率，常见的压缩算法包括LZS和Deflate。这些压缩算法可以减少传输数据量，提高VPN连接的性能。
IPSec VPN通过加密算法、安全协议、密钥交换协议、哈希算法、秘钥管理协议等多种安全机制，确保了数据在传输过程中的机密性、完整性和可用性，从而有效保护了通信数据的安全。