Die Verschlüsselung im IP-Header auf Layer 3-Ebene, z. B. per IPsec, wird als Applikationsverschlüsselung für einzelne Datenströme verwendet. Sie ist hoch skalierbar und die Lösungen unterschiedlicher Hersteller sind häufig untereinander kompatibel. Allerdings ist der Daten-Overhead für die Verschlüsselung relativ hoch und der Datendurchsatz wird bei kleinen Paketgrößen vermindert.