洋蔥路由器

**Tor** 是實現匿名通信的自由軟體。其名源於「The Onion Router」（洋蔥路由器）的英語縮寫。使用者可透過 Tor 接達由全球志願者免費提供，包含 6000 多個中繼的覆蓋網路，從而達至隱藏使用者真實位址、避免網路監控及流量分析的目的。Tor 使用者的網際網路活動（包括瀏覽線上網站、貼文以及即時訊息等通訊形式）相對較難追蹤。Tor 的設計原意在於保障使用者的個人隱私，以及不受監控地進行秘密通信的自由和能力。

Tor 通過一種叫做路徑選擇演算法的方式自動在網路中選擇 3 個 Tor 節點，這三個節點分別叫做入口節點（Guard relay）、中間節點（Middle relay）和出口節點（Exit relay）。在網路連接的應用層，資料以一種叫做洋蔥路由的方式進行傳輸。資料首先在使用者端連續加密三層，而三個中繼各自解密一層，這樣它們就能知道接下來把資料傳送給誰。在這種情況下，資料就像剝洋蔥一樣被一層一層地解密，所以被稱為「洋蔥路由」。最後的出口節點會解密最內層的加密數據並得到真實的資料內容，並把它傳送給目標位址。出口節點雖然知道真正的資料內容，但是它只知道上一個中繼節點的位址，並不知道資料最初的傳送者是誰，從而保證了資料傳送者的安全。相對應地，入口節點僅知曉使用者的 IP 位址而無法得知其存取的網站，而中間節點既無法得知 IP 位址也無法得知使用者所存取的內容。

攻擊者可能會嘗試透過某些手段來使 Tor 使用者去匿名化，就是獲知哪個 Tor 使用者存取了哪一網站，比如利用 Tor 使用者電腦上的軟體漏洞。美國國家安全局擁有針對 Tor 安裝包中所綑綁的舊版本 Firefox 漏洞的技術（代號「EgotisticalGiraffe」），並曾利用 XKeyscore 系統來密切監控 Tor 使用者。不少學者亦就如何破解 Tor 網路進行過學術研究，此一行為受到 Tor 專案公司所肯定。

Tor 不會阻止線上網站判斷使用者是否通過 Tor 存取該網站。儘管它保護使用者的隱私，但卻不會掩飾使用者正在使用 Tor 這一事實。有些網站會對使用 Tor 的使用者進行限制。例如，維基百科為防止破壞而阻止來自 Tor 的編輯。

開發及維護 Tor 的一大部分經費由美國聯邦政府所捐助，過去則以海軍研究辦公室及國防高等研究計劃署的名義捐助。

## 歷史

Tor 的核心技術「洋蔥路由」，是在 1990 年代中期由美國海軍研究實驗室的員工，數學家保羅・西維森（Paul Syverson）和電腦科學家邁克・里德（G. Mike Reed）和大衛・戈爾德施拉格（David Goldschlag），為保護美國情報通信而開發的軟體。之後，洋蔥路由於 1997 年交由美國國防高等研究計劃署進行進一步開發。

Tor 的測試版由西維森和電腦科學家羅根・丁格倫（Roger Dingledine）和尼克・馬修森（Nick Mathewson）開發 ，並將其命名為「洋蔥路由專案」（The Onion Routing project，簡稱 TOR 專案）。這個測試版於 2002 年 9 月 20 日釋出。次年推出首個公開發行版本。2004 年 8 月 13 日，西維森、丁格倫和馬修森在第 13 屆 USENIX 安全研討會上以「Tor：第二代洋蔥路由器」為題進行演講。2004 年，美國海軍研究實驗室以自由軟體授權條款釋出了 Tor 代碼，電子前哨基金會開始資助丁格倫和馬修森繼續開發。

2006 年 12 月，丁格倫、馬修森等人成立了一個位於麻薩諸塞州的非營利組織 ——The Tor Project，負責維護 Tor。電子前哨基金會擔任其早年的財政贊助商，Tor 專案的早期贊助者還包括美國國際廣播局、新聞國際、人權觀察、劍橋大學、Google 和荷蘭的 NLnet。

此後維護 Tor 所需的一大部分費用由美國聯邦政府所捐助。

2014 年 11 月，由於全球司法部門開展了一項名為「去匿名化行動」的反黑市行動，所以有推測指 Tor 的漏洞已被人利用。英國廣播公司引述評論指這是「技術性破解」，使得司法部門可以追蹤伺服器的物理位置。有關的法庭檔案於次年引起人們對研究倫理及《美國憲法第四修正案》所保證的「不能受到無理搜查」的權利之關注，這也可能與當時稍早時候發生且針對 Tor 的攻擊存有關係。

2015 年 12 月，Tor 專案公司宣佈聘用莎麗・斯蒂爾（Shari Steele），由她擔任新任執行董事。莎麗在這以前領導過電子前哨基金會 15 年之久，且在 2004 年使得電子前哨基金會決定為 Tor 的早期維護提供資金。其目標之一為增加 Tor 的使用者友好度，使得更多人能夠匿名地瀏覽網頁。

2016 年 7 月，Tor 專案公司的董事會成員集體辭任，同時成立一個由馬特・布拉澤、辛迪・科恩、加布里埃拉・科爾曼、萊納斯・諾德伯格（Linus Nordberg）、梅根・普賴斯（Megan Price）及布魯斯・施奈爾組成的新董事會。

## 應用

使用了 Tor 的使用者可以匿名地瀏覽線上網站、聊天和發送即時資訊。他們可把 Tor 應用於合法目的上，也可應用於非法目的上。例如犯罪企業、駭客行動主義組織及執法機關會為了各種目的而使用 Tor。除此之外，美國政府的內部機構會為 Tor 提供贊助（美國國務院、國家科學基金會，以及美國廣播理事會皆有 / 曾為 Tor 提供贊助）並試圖破解它。

Tor 不能夠使網路活動完全匿名。其設計目的並不是使網路跟蹤完全消去，而是減低網站透過數據及活動跟蹤使用者的可能性。

Tor 也被用於進行非法活動，例子包括存取在當地受到審查的資訊、組織政治運動、規避禁止人們發表批評國家首腦的言論的法律。

《經濟學人》的一篇報導稱 Tor 跟比特幣和絲路有關，並指 Tor 為「網路上的陰暗角落」。儘管美國國家安全局及英國政府通信總部已把 Tor 視為破解目標，但只取得少許成功。英國國家打擊犯罪調查局的「確認行動」（Operation Notarise）為最為成功破解 Tor 的行動。同時，英國政府通信總部利用了一款名為「Shadowcat」的工具來「透過 Tor 網路，並使用安全外殼協定存取受到端對端加密的虛擬專用伺服器」。它也可應用於匿名誹謗、洩露政府敏感資訊、上下載侵權作品、分發非法色情內容、販賣受管制藥物、武器及被盜的信用卡號碼、洗錢、銀行詐騙、信用卡詐騙、身分詐騙、假幣兌換；以 Tor 為基礎架構的黑市網站有相當一部分會以比特幣作交易媒介。最後它還可用於攻擊物聯網裝置。

美國聯邦調查局在逮捕絲路的創辦人羅斯・烏布利希的過程中，承認 Tor「存有合法用途」。CNET 的報導指，Tor 的匿名功能「受到像電子前哨基金會般的民權組織的贊同，因為它能為告密者和人權工作者提供一個管道，以跟記者溝通」。電子前哨基金會的監控自衛指南包含了如何使用 Tor 的描述，並指它符合保障私穩及匿名性的大原則。

電子前哨基金會的伊娃・加爾佩林於 2014 年接受《彭博商業周刊》訪問時指出：「Tor 最大的問題就是新聞報導（的取向），沒人聽說過有些使用者透過其擺脫濫用者的追蹤，但只聽說過人們如何透過其下載兒童色情作品」。

Tor 專案公司指出，Tor 使用者當中也有「正常人」，這包括渴望網站及廣告商不會得知自己的網上活動的人、擔憂網路偵察的人，以及像活動家、記者和軍事專業人士般渴望擺脫審查的使用者。截至 2013 年 11 月，Tor 有大約 400 萬名使用者。《華爾街日報》指出，Tor 有約 14％的流量來自美國，它的第二大使用者群來自「網路審查盛行的國家」。家庭暴力的受害者、社工及幫助受害者的機構使用 Tor 溝通的情況也有上升趨勢，儘管他們可能沒受過網路安全相關的專業培訓。然而若進行了適當的組態，它便可以使人不會受到數位追蹤的影響。像《衛報》、《紐約客》、《ProPublica》及《The Intercept》般的新聞機構會利用 SecureDrop 及 Tor 來保障告密者的隱私。

英國國會科學與技術辦公室於 2015 年 3 月發佈了一份簡要報告，當中指出「英國人普遍不會認為完全禁止線上匿名系統是可接受的…… 即使若事實並不如此，技術上這也是一項挑戰」。除此之外，它進一步指出 Tor「線上上觀看和分發兒童不雅物品上，只扮演一個較小的角色（這可部分歸因於 Tor 的固有延時）」。Tor 也因能幫助網路觀察基金會運作、告密者告密以及突破防火長城而受到熱捧。

Tor 的時任執行董事安德魯・勒曼（Andrew Lewman）於 2014 年 8 月說道，美國國家安全局及英國政府通信總部的特務曾匿名地向 Tor 專案公司報告 Tor 的漏洞。

Tor 項目的常見問題解答頁面上寫道：

## 運作方式

Tor 的設計原意在於保障使用者的個人隱私，以及不受監控地進行秘密通訊的自由和能力。它能夠實現洋蔥路由這一種使通訊加密，和在由全球志願者運行的中繼中隨機跳轉的技術。該些洋蔥路由器會對資訊進行多層加密（因此以洋蔥來比喻），由此確保中繼間的完美前向安全性，使使用者的網路位置得以匿名化。這種匿名性也使得 Tor 可以代管規避審查的匿名服務。此外其還把一部分的入口中繼保密，使得依賴封鎖 Tor 公開節點的網際網路審查失效。

由於接收者和發信者的 IP 位址在任何中繼中都不是通過明文傳輸，所以若有人在中繼路徑中的任何一點竊聽，都無法同時識別兩端。此外對於發送者而言，接收者的出口節點正是其入口節點。

### 流量導源

Tor 使用者的 SOCKS 解析應用程式可以透過嗅探 TCP 9150 這一個埠來獲取本地主機上的流量。Tor 會定期透過 Tor 網路創立虛擬電路，使它可以多路復用，並透過洋蔥路由，使流量傳送至目標。從 Tor 網路內部的角度而言，雙方的流量是通過路由器沿著電路傳送至下一個路由器，最終到達出口節點；在出口節點的封包是明文的，並會轉送至原本的目標位址。從目標的角度而言，出口節點正是其入口節點。

Tor 的獨特運作方式使得其跟其他匿名網路得以區分開來：它建立在傳輸控制協定（TCP）流之上。透過 Tor 匿名化的常見網際網路活動包括 IRC、即時通訊以及瀏覽全球資訊網。

### 洋蔥服務

Tor 也可以為網站及伺服器提供匿名性。只接受透過 Tor 從外部連接的伺服器一般統稱為**洋蔥服務**（Onionsite，另有**隱藏服務**這個較正式的稱呼）。該些洋蔥服務一般能在配合 Tor 瀏覽器的情況下，經洋蔥位址來存取，而不像瀏覽一般網站般先找出伺服器的 IP 位址後再存取。Tor 網路以找出相應的公鑰和分散式雜湊表（DHT）中的介紹結點（introduction points）的方式來得知其位址。它可以路由傳入洋蔥服務或從洋蔥服務傳出的數據，這同樣適用於在網路位址轉換（NAT）或防火牆背後的主機，並能保障雙方的匿名性。對於存取該些洋蔥服務而言，Tor 是必要的。

洋蔥服務在 2003 年首次提出，並自次年起在 Tor 網路上配置。除了儲存洋蔥服務的描述符所需的資料庫之外，Tor 在設計上是去中心化的；不存在一個列出所有洋蔥服務的可供閲讀列表，儘管一些洋蔥服務目錄會把知名的洋蔥網址列出。

由於洋蔥服務會把它們的所有流量皆經由 Tor 網路路由，所以它們的連接為端到端加密的，且不能夠成為竊聽的目標。但 Tor 的洋蔥服務仍有安全問題。例如所有能透過 Tor 洋蔥服務和公共網際網路存取的服務皆易受相關攻擊（correlation attacks）的影響，由此可見它的匿名性並不是完美的。其他隱患包括服務設定錯誤（例如 Web 伺服器的默認錯誤頁面可能會包含識別資訊）、運行和停機時間統計、交集攻擊（intersection attacks）以及使用者錯誤
。獨立安全研究者莎拉・傑米・劉易斯開發了一個名為「OnionScan」的開源軟體，用於全面檢測洋蔥服務上的漏洞（劉易斯還是研究透過洋蔥路由來進行遠程性愛的先驅，因為她認為性玩具不應透過網際網路不安全地連接。）

洋蔥服務也可在客戶端沒有連接 Tor 網路的情況下透過標準瀏覽器存取，比如使用像 Tor2web 般的服務即可存取之 。人們常在 Pastebin 、Twitter、Reddit 及其他網路論壇分享以.onion 為頂級域的暗網鏈結。

### Nyx 狀態監視器

Nyx 是一款以 Python 來編寫的 Tor 命令列介面狀態監視器。其能使人實時監視其所運行的 Tor 節點的狀態，它的監視範圍包括：

* 目前正在使用的資源（頻寬、CPU 和記憶體的使用情況）
* 中繼的一般資訊（暱稱、指紋、旗標或 /dir/controlports）
* 擁有正規表示式過濾和重複資料刪除功能的事件記錄表
* 與 Tor 數據一致相關的連接（IP 位址、連接類型、詳細中繼資訊等等）
* 在 torrc 設定檔上加入語法突顯及行數

Nyx 的大多數屬性都可以通過 armrc 設定檔進行設定。它能在任何支援 curses 函式庫的平台上運行，包括 macOS、Linux 及其他類 Unix 系統。

這一專案始於 2009 年的夏天，並自 2010 年 7 月 18 日起正式成為 Tor 專案的一部分。它是一款以 GNU 通用公眾授權條款授權的自由軟體。

## 弱點

Tor 就像其他低延遲匿名網路般，不能夠也沒有嘗試阻止他人監聽 Tor 網路流量的邊界（亦即流量進出網路時的情形）。儘管 Tor 能保護人們免於受到流量分析，但它仍不能夠防止流量確認（traffic confirmation，亦即端對端確認）的發生。

一項發表於 2009 年的研究指出，Tor 及另外一套匿名網路系統 Java Anon Proxy 比其他隧道協定更對網站指紋技術有適應力。

其原因在於單一節點的 VPN 協定的封包重新建構次數一般不比使用了多重節點的 Tor 及 Java Anon Proxy 多。利用網站指紋識別在傳統 VPN 協定上識別 HTTP 封包的準確率達 90%，與此相比識別透過 Tor 傳送的封包的準確率只有 2.96%。然而若使用了像 OpenVPN 及 OpenSSH 般的協定，那麼也需要大量數據才可識別 HTTP 封包。

密西根大學的研究者開發了一款網路掃描器，能一次掃描 86% 的可用 Tor 網橋。

### 監聽

#### 自治系統監聽

如果「客戶至入口中繼」及「出口中繼至目標位址」這兩段網路路徑皆為同一個自治系統所管轄，那麼該系統就能經由統計把入口路段和出口路段劃上關係，且有可能推斷出客戶把封包傳送至哪個目的地。LASTor 於 2012 年發表了一篇論文，當中提出如何預測處於上述兩條路徑的自治系統的方法，並建議如何在路徑選擇演算法中避免選擇由同一個自治系統管轄的路徑。在這篇論文中，作者們也以選擇較短路徑的方式來改善延遲性。

#### 出口節點監聽

瑞典安全顧問丹・艾格斯塔德（Dan Egerstad）在 2007 年 9 月透露，他透過執行和監聽 Tor 出口節點來截獲一些電子郵件帳戶的使用者名稱和密碼。由於 Tor 不能加密出口節點至目標伺服器之間的流量，所以任一出口節點皆有能力截獲通過它而又沒經過傳輸層安全性協定（TLS）或安全通訊協定（SSL）進行端到端加密的流量。儘管這可能並不對來源端的匿名性構成任何影響，但截獲流量的第三方也可能能在實際數據和協定數據中找到來源端的資訊。艾格斯塔德同時擔憂情報機構會暗中破壞 Tor：

> 「若你們認真找一下 Tor 節點的位置及規模，就會了解一些節點因為使用了大量頻寬及成為高負載伺服器等原因，而每月花費數千元，為的只是成為一台網路主機。誰會為此付出那麽多而不公開自己的身分？」 
> 
> 

法國電腦電子技術自動化工程師學院的一隊研究團隊在 2011 年 10 月宣稱找到危害 Tor 網路安全性的方法 —— 解密經過它的通訊。這項技術的前設包括一張關於 Tor 節點的圖表、控制三分之一的 Tor 節點、獲取用於加密的金鑰以及演算法的隨機種子。他們宣稱他們能夠使用已知的金鑰及隨機種子，解密三層加密中的兩層，然後利用基於統計的攻擊來解密最後一層。最後為了將流量重新導向到他們控制的節點而使用阻斷服務攻擊。Tor 對此在官方部落格上進行了回應，稱該些有關 Tor 網路的安全性受到損害的傳聞過分誇大。

### 流量分析攻擊

流量分析攻擊可分為兩種：被動式及主動式。採用了被動式流量分析攻擊的攻擊者先會從一端網路找出一段特定流量的特徵，然後在另一端網路尋找該些特徵。採用了主動式流量分析攻擊的攻擊者會在一端網路按特定模式修改封包的定時（timings），然後在另一端尋找符合該些模式的封包。攻擊者可以籍此把兩端的流量聯繫起來，使其去匿名化。即使在封包上加入定時雜訊也好，也有攻擊手段能夠抗衡它。

劍橋大學的史蒂文・默多克和喬治・達內茲（George Danezis）在 2005 年的 IEEE 流量分析研討會上發表了一篇論文，其內容提及到一種技術，其能使只知道一部分網路的攻擊者推斷出哪些中繼是用於傳遞匿名資料流。該些技術會大大減低 Tor 的匿名性。他們的研究也表明，即使資料流不相關，也可以把它們跟同一個來源聯繫起來。但這種攻擊無法找出原始使用者的身分。默多克自 2006 年起跟 Tor 合作，並受到其資助。

### Tor 出口節點封鎖

網站營運者有能力封鎖來自 Tor 出口節點的流量，或減少 Tor 使用者所能使用的功能。比如除非另有豁免，否則使用了 Tor 的使用者不能編輯維基百科，因為維基百科主動封鎖了來自 Tor 節點的編輯。英國廣播公司的 iPlayer 封鎖了 Tor 所有的入口和出口節點，但沒有封鎖中繼和網橋。

### 壞蘋果攻擊

2011 年 3 月，法國國家資訊與自動化研究所和其他外界研究者記錄了一種攻擊手段，其能夠找出利用 Tor 網路來進行 BT 上下載的使用者的 IP 位址。壞蘋果攻擊利用了 Tor 本身的設計，暴露同時使用兩者的 Tor 使用者的 IP 位址。其中一種攻擊手段取決於對出口節點的控制，或被劫持的 BT 伺服器的回應。另一種則基於對分散式雜湊表的追蹤統計。研究指出：

壞蘋果攻擊研究中作者所得出的結果是以針對 Tor 網路發起的外圍攻擊為依據的。該攻擊以 6 個出口節點為目標，時長 23 日，並找出了 10,000 名活躍 Tor 使用者的 IP 位址。這一研究的結果具有重大意義，因為它是首項存有正式記錄，並針對 Tor 網路上的 P2P 檔案分享應用程式的攻擊。BitTorrent 可能佔了高達 40% 的 Tor 整體流量。此外壞蘋果攻擊不僅對 BitTorrent 有效，且還能有效攻擊任何運行在 Tor 之上的不安全應用程式。

### 暴露 IP 位址的協定

來自法國國家資訊與自動化研究所的研究者表示，BitTorrent 中的 Tor 掩飾技術可以被控制 Tor 出口節點的攻擊者繞過。該研究以 6 個出口節點為監控目標，時長 23 日。研究者在當中使用了三種攻擊手段：

**檢查 BitTorrent 的控制資訊**
: BT 伺服器的宣告和擴展協定握手可能包含客戶的 IP 位址。對收集到的數據進行分析後，結果顯示 33-35％的資訊包含客戶位址。

**劫持 BT 伺服器的回應**
: 由於 BT 伺服器和使用者群之間的通信缺乏加密或認證，所以傳統的中間人攻擊能使攻擊者確定使用者群的 IP 位址，以至驗證內容的分佈。當 Tor 僅用於跟 BT 伺服器通訊時，此類攻擊就能生效。

**利用分散式雜湊表**
: 此攻擊利用了分散式雜湊表不可能透過 Tor 連接的事實，因此即使目標使用了 Tor 連接到其他使用者群，攻擊者也可以在分散式雜湊表中尋找目標的 IP 位址。

透過這種技術，研究者能夠識別使用者發起的其他數據流、找出該使用者的 IP 位址。

### 狙擊手攻擊

詹森等人描述了針對 Tor 節點軟體的分散式阻斷服務攻擊（DDoS），以及針對該攻擊或其變體的防禦方式。攻擊者會使用串連在一起的伺服器和客戶端發動攻擊，不斷地往出口節點的任務佇列填入要求，直到節點的記憶體不足以應付為止。此舉能使受到攻擊的出口節點不能為其他（真正的）客戶提供服務。攻擊者可以透過這種方式來攻擊大部分出口節點，使網路降速，及增加使用者使用由攻擊者控制的節點的機會。

### 心臟出血漏洞

2014 年 4 月，OpenSSL 的心臟出血漏洞（Heartbleed）使 Tor 網路受到了幾天的影響，期間 Tor 網路的中繼要生成新的私有密鑰。Tor 專案建議中繼和隱藏服務的營運者在修補 OpenSSL 後，應復原並生成新密鑰，但同時指出，兩套 Tor 中繼密鑰及多次跳轉的設計已最大限度地減少了單一中繼遭竊取所造成的影響。為了防止使用者受到此漏洞的影響，隨後發現存在漏洞的 586 個中繼被強制下線。

### 中繼早期流量確認攻擊

2014 年 7 月 30 日，Tor 專案發佈了一項有關「中繼早期流量確認攻擊」的安全問題警告，於當中指出他們發現一組嘗試使洋蔥服務的使用者和營運者去匿名化的中繼。用以攻擊的洋蔥服務目錄節點會修改單元的表頭，使它們分別標記為「中繼」或「中繼早期」單元，用以編碼額外的資訊，然後把其傳送給使用者 / 營運者。若使用者 / 營運者的入口中繼也為攻擊者所控制，那麼便有可能能夠獲取使用者 / 營運者的 IP 位址及所請求的洋蔥服務資訊。由於該些中繼是特意設計成「適合充當洋蔥服務目錄」或「適合充當入口中繼」的，所以洋蔥服務的使用者和洋蔥服務皆有機會利用該些目錄節點或入口節點。

該些節點在 2014 年 1 月 30 日加入網路，同年 7 月 4 日 Tor 專案把它們從網路中移除。儘管相關攻擊於何時開始尚是不明，但 Tor 官方表示，2-7 月期間洋蔥服務使用者和營運者的 IP 位址可能已經洩漏。

除了從網路中移除用以攻擊的中繼以外，Tor 項目官方還提到了以下減低影響的措施：

* 修複中繼的軟體，使其不會把表頭標記為「中繼早期」的非預期單元轉送出去。
* 計劃升級使用者的網路代理軟體，令其能夠檢驗有否從中繼中收到「中繼早期」單元（正常情況下不會出現這種情況），以及把「三個中繼都是隨機選擇」的設定換成只固定連接到某一個入口節點，用以減低連接至受到攻擊的中繼的可能性。
* 建議洋蔥服務的營運者考慮把伺服器搬至另一處地方。
* 提醒使用者和營運者若攻擊者控制或監聽了 Tor 線路的兩端，那麼流量就無可避免地可被攻擊者去匿名化。

2014 年 11 月，由全球司法部門開展的「去匿名化行動」導致了來自不同地區的 17 人被捕，故此後來有推測指 Tor 的漏洞已被人利用。歐洲刑警組織的代表不願透露鎖定目標時所用的方法，稱：「我們想把一些事保持在只有我們知道的狀態。我們所使用的方法不能夠透露給全世界知道，因為我們會一而再，再而三地使用該套方法。」英國廣播公司引述評論指這是「技術性破解」，並稱該套方法能讓人知道伺服器的地理位置，指最初公佈的滲入網站數量引來了漏洞已被人利用的猜測。Tor 的代表安德魯・勒曼（Andrew Lewman）認為 Tor 已被破解的可能性頗低，並認為警方所使用的目標鎖定方法較有可能是「傳統的那一套」。

「去匿名化行動」的法庭檔案於次年引起人們對研究倫理及《美國憲法第四修正案》所保證的「不能受到無理搜查」的權利之關注。此外檔案和專家的意見也可能顯示網路攻擊與執法行動之間的關係，該些證據包括：

* 對絲路 2.0 的管理員發出之搜查令表明，2014 年 1 月 - 7 月期間，美國聯邦調查局收到從「大學研究所」發出的資訊，其內容有關「像 RS2 般的隱藏服務和 TOR 的 IP 位址」，這使得「最少另外 17 個建構於 TOR 之上的黑市網站」和「最少 78 個存取供應商的.onion 位址的使用者之 IP 位址」遭到識別。其中之一便是上述管理員的 IP 位址。
* 加利福尼亞大學柏克萊分校國際電腦科學研究所的一位資深研究員在接受訪問時說，跟美國聯邦調查局合作的「幾乎可以肯定」是卡內基・梅隆大學，這與 Tor 項目及普林斯頓大學電腦科學系教授愛德華・費爾滕的估計一致；後者更把估計範圍收窄至該大學的電腦網路危機處理暨協調中心。

費爾滕在 7 月 31 日發表的分析中，除了指出這種做法所引起的倫理問題外，還質疑該做法是否符合協調中心的原本目的 ——「防止攻擊、通知相關人員、把漏洞對大眾公佈」，因為他們是在「沒有通知相關人員的情況下實施大規模長期性攻擊，且沒有就發現漏洞一事向大眾公佈」。

### 鼠標指紋

一位來自巴塞隆納的資訊安全研究者在 2016 年 3 月展示了一項實驗室技術，該項技術能透過 JavaScript 在 1 毫秒的層面上進行時間測量。它可以識別使用者的獨特鼠標移動方式，並使其跟先後利用 Tor 瀏覽器和常規瀏覽器存取了同一個「指紋識別」網站的使用者劃上關係。是項技術利用了「透過 JavaScript 進行時間測量」這一項在 Tor 專案上無指定驗證時間的概念。

### 資料大小相關資訊

一項研究指出「匿名方案僅能降低選擇監控目標的有效度」，它們一般「不會隱藏對於目標選擇而言是必要的資料大小資訊」。

## 實現

Tor 主要由 C 語言編寫而成，緊隨其後的有 Python、JavaScript 等程式語言。截至 2021 年 4 月，它共有 505,034 行原始碼。

### Tor 瀏覽器

**Tor 瀏覽器**，前身為 **Tor Browser Bundle**（TBB），是 Tor 專案的主要產品。由 Mozilla Firefox ESR 瀏覽器修改而成，並由 Tor Project 開發人員做了許多安全性和隱私保護的調校，預載 TorButton、TorLauncher、NoScript 和 HTTPS Everywhere 等擴充套件與 Tor 代理。其為開源軟體、自由軟體、可攜式軟體，可在多種作業系統上運行，包括 Windows、Mac OS X、Linux、Unix、Android。

Tor 瀏覽器在後台啟動 Tor 行程並透過其連接網路。一旦程式斷開連接，Tor 瀏覽器便會自動刪除隱私敏感資料，如 cookie 和瀏覽歷史記錄。

Tor 瀏覽器本身提供 SOCKS 代理服務，一些應用程式已可藉此使用 Tor 網路。若結合代理伺服器軟體 Privoxy，可以讓所有走 HTTP/HTTPS 協定的連網應用程式、以及所有能夠設定 HTTP/HTTPS 代理的應用程式都透過 Tor 網路來上網。

斯圖爾特・德雷奇（Stuart Dredge）在 2013 年 11 月，亦即一系列的全球監控被揭露之後，於《衛報》上建議人們使用 Tor 瀏覽器，以避免被竊聽及保障自身隱私。

#### Firefox/Tor 瀏覽器攻擊

2011 年，荷蘭當局在調查網上流通的兒童色情作品時，發現 Tor 洋蔥服務網站「Pedoboard」的管理員的 IP 位址，並把這項資訊轉交給美國聯邦調查局跟進。聯邦調查局藉此鎖定其擁有者為亞倫・麥格拉思（Aaron McGrath）。在經過 1 年的監視後，聯邦調查局展開名為「Operation Torpedo」的行動，拘捕麥格拉思，並在由麥格拉思管理的 3 個洋蔥服務網站上安裝惡意軟體，獲取造訪使用者的資訊。 當中利用了 Firefox/Tor 瀏覽器經已修補的漏洞，故此以不安裝更新，並安裝了 Flash 的使用者為目標。該漏洞能讓聯邦調查局直接把使用者的 IP 位址 ping 回自身的伺服器，這個漏洞導致至少 25 名美國使用者以及眾多外國使用者的 IP 位址曝光。麥格拉思於 2014 年初被判處 20 年徒刑，隨後有 18 名使用者陸續被判刑，當中包括一名美國衛生及公共服務部前網路安全代理總監。

2013 年 8 月，有人發現很多舊版本的 Tor Browser Bundle 所捆綁的 Firefox 皆會受到一種 JavaScript 攻擊的影響。攻擊者可以藉此提取使用者的 IP 和 MAC 位址、以及 Windows 電腦名稱。新聞將此跟提供 Tor 匿名網頁代管服務的 Freedom Hosting 的負責人埃里克・埃恩・馬克斯（Eric Eoin Marques）被捕劃上聯繫，他因美國法院於 7 月 29 日發出的臨時引渡令而被捕。他被指控分發、密謀分發、宣傳，以及協助和教唆他人宣傳兒童色情物品。逮捕令稱馬克斯為「這個星球上最大的兒童色情物品推動者」。聯邦調查局於 2013 年 9 月 12 日在都柏林提交的法庭檔案中承認了這起 JavaScript 攻擊；愛德華・史諾登洩露的培訓演示文稿中透露了更多有關該漏洞的細節，並揭示了該漏洞的代號 ——「EgotisticalGiraffe」。而 Mozilla 已在 2012 年 11 月釋出的 Firefox 17 版修補了該漏洞。

### Tor Messenger

2015 年 10 月 29 日，Tor 專案公司釋出了一款基於 Instantbird 的即時通訊程式的測試版 ——Tor Messenger，預設情況下透過 Tor 連接及不會留下通訊記錄。它跟 Pidgin 和 Adium 一樣，能夠支援多種通訊協定；但是，它卻不依賴 libpurple 函式庫來實現之，反之用記憶體安全性較佳的語言 JavaScript 來實現所有通訊協定的支援。

Tor Messenger 於 2018 年 4 月因數據必然洩露至社群網站、人手不足及 Instantbird 停止維護等問題而結束。

### 第三方應用

Brave 瀏覽器（電腦版）、BitTorrent 客戶端 Vuze、匿名訊息系統比特信及即時通訊軟體 TorChat 皆支援 Tor。

保衛者計劃是一項為了提高智慧型手機的通訊安全性，而開發相關韌體和應用的活動。由這個計劃開發的 Tor 相關產品包括 Tor 實施工具 Orbot、隱私增強型移動瀏覽器 Orweb（官方不再提供下載）、Orfox（Tor 瀏覽器的移動版本）、Firefox 附加元件 ProxyMob （官方不再提供下載）。

### 側重安全的作業系統

一些側重安全的 GNU/Linux 發行版會廣泛使用 Tor，包括 Linux From Scratch、Incognito、Liberté Linux、Qubes OS、Subgraph、Tails、Tor-ramdisk、Whonix。

## 影響及反應

Tor 因能為擔憂監控和被捕的政治活動家、規避網路審查的網友、受到纏擾者暴力對待或威脅的人提供匿名隱私保護，而受到讚賞。美國國家安全局稱 Tor 為「具有高安全性及低延遲性特點的網際網路匿名系統之王」；《彭博商業周刊》形容 Tor 為「規避各國情報機構所嘗試進行的線上監控的最有效方案」。此外其他媒體對 Tor 有著以下的評價：「一款極為成熟的隱私保障工具」、「容易上手」、「即使是世界上最頂尖的電子間諜也對如何破解 Tor 束手無策」。

Tor 的支持者稱它能透過保障使用者的匿名性和隱私性的方式，來促進言論自由；即使是在網際網路受到審查的國家也是如此。還有評價指「Tor 就像基礎設施的一部分，政府自然會為他們想要使用的基礎設施付費」。

Tor 最初是由美國情報機構開發的，此後維護 Tor 所需的一大部分費用也是由美國聯邦政府所捐助，因此有批評指：「它更像是一個間諜專案，欠缺問責性及透明度，只是一款因文化而生的工具」。截至 2012 年，Tor 的 200 萬美元總年度預算當中有約 8 成來自美國政府，當中大多數捐款來自美國國務院、美國國際媒體署、國家科學基金會，用以「幫助專制國家的民主支持者」。其他有參與捐款的公共機構包括美國海軍研究實驗室、國防高等研究計劃署、瑞典政府。有意見指政府重視 Tor 對推動言論自由的承諾，並會暗中利用暗網收集情報。Tor 也有收到部分非政府組織和私人機構的捐款，包括人權觀察、Reddit、Google。丁萊迪稱美國國防部的捐款「與其說是採購合同，倒不說其更像研究補助金」。Tor 的前任執行董事德魯・勒曼稱，雖然它接受了美國聯邦政府的捐款，但「我們沒有跟美國國家安全局合作，沒有跟其一起找出使用者的身分」。

批評者指責 Tor 不像其所標榜的那樣安全，並以絲路、Freedom Hosting 等例子為佐證。《衛報》在愛德華・史諾登洩露一糸列分析性檔案後，報導指美國國家安全局曾不斷地嘗試破解 Tor，但仍未能破壞其核心安全性，不過在攻擊 Tor 使用者的電腦方面取得了部分成功。《衛報》也把美國國家安全局的 2012 年幻燈片刊出，其內容指：「我們一直以來都無法使所有 Tor 使用者去匿名化」，即使「加上了人手分析，我們也就只能使極少一部分的 Tor 使用者去匿名化」。被捕的 Tor 使用者多因為人為錯誤而被捕。《明鏡周刊》在 2014 年末的報告中使用了經由史諾登洩露出去的資料，指截至 2012 年為止，美國國家安全局認為 Tor 本身就是其使命的「主要威脅」，並把與「像 OTR、Cspace、ZRTP、RedPhone、Tails、TrueCrypt 般的隱私工具」併用的情況稱為「災難性的」，令「我們幾乎完全喪失 / 缺乏對目標通信的洞察力」。

2011 年，Tor 贏得自由軟體基金會的 2010 年度社會福利自由軟體大獎。該基金會指：「Tor 已使全世界大約 3,600 萬人能夠在網際網路上實現存取和言論自由，同時又能夠保障他們的隱私性和匿名性。它的網路已在伊朗和埃及的持不同政見者運動中發揮關鍵作用。」

在 2012 年，《外交政策》把丁格倫、馬修森、西維森並列在 FT 100 全球知識分子名單之上，因為他們為「告密者提供一個更安全的網路環境」。

電腦安全研究員雅各・布阿貝爾鮑姆在 2013 年稱 Tor 為「軟體生態系統的一部分，其能幫助人們收回及重新獲得他們的自主權。它有助於使人們賦權、助人自助。它是開放的，並得到了各個大型社區的支援。」

愛德華・史諾登於 2013 年 6 月利用 Tor 把稜鏡計畫的資料傳送給《華盛頓郵報》和《衛報》。

在 2014 年，俄羅斯政府簽訂了一份值 111,000 美元的合同，為的是「研究在 Tor 匿名網路中獲取使用者及其裝置的技術性資訊的可能性。」

2014 年 10 月，Tor 項目從外部公關公司聘請了公關，以改善其公眾形象（特別是想改善暗網方面的負面印象），並就 Tor 的應用技術向記者提供教育。

## 對 Tor 的審查

由於 Tor 可繞過政府對網站的審查，部分國家及地區封鎖了 Tor。作為應對措施，Tor 開發了多種可插拔傳輸（網橋）以應對審查。obfs4 網橋將 Tor 流量混淆至不含流量特徵，且其伺服器不位於 Tor 的目錄伺服器中，因而難以全部封鎖。meek 通過域前置技術將 Tor 流量偽裝成存取如微軟等雲端運算服務的流量。Snowflake 則通過 WebRTC 技術搭建的閃現代理（Flash proxy）繞過審查。

### 中國大陸

由於 Tor 可存取在中國大陸被封鎖的網站，且其節點皆為公開可見，防火長城封鎖了幾乎全部 Tor 節點導致其在中國大陸無法通過正常方式連接。防火長城亦會通過主動探測的方式檢測並封鎖 Tor 網橋。使用 Tor 的網橋（如 meek-azure、Snowflake 等）可以在中國大陸內連接至 Tor 網路。

### 俄羅斯

2021 年 12 月，俄羅斯監管機構聯邦通信、資訊科技和大眾傳媒監督局（Roskomnadzor）頒布法庭命令，要求各 ISP 封鎖 Tor 節點和網站。Tor 隨後通過增加網橋的方式繞過封鎖措施。資料顯示，自該年 12 月以來，俄羅斯境內直接連接到 Tor 的使用者數大幅下降，而通過 obfs4、Snowflake 網橋等連接的使用者數則有大幅增加。2022 年俄羅斯入侵烏克蘭後，被俄羅斯占領的地區，如赫爾松市，其網路流量被俄羅斯接管，亦受到此封鎖的影響。

## 安全性

儘管 Tor 以修補漏洞及增進安全性的方式來回應上述弱點，但是人為錯誤可引致使用者身分遭到識別。Tor 專案在其官網上提供了如何正確地使用 Tor 的指引。不正確地使用 Tor 是不能夠保障使用者的身分不遭到識別。譬如 Tor 提醒其使用者只有經 Tor 瀏覽器路由的流量受到保護，其他流量一概不受保護。Tor 還提醒使用者應使用 HTTPS 版本的網站、不要在 Tor 之上進行 BT 下載、不要再自行加插拓展和外掛程式、不要在保持連線時打開經由 Tor 下載的檔案、使用安全的網橋。此外 Tor 亦警告使用者不要在網上披露真實名稱等個人訊息，同時應在網路上保持匿名。

儘管情報機構在 2013 年的分析聲稱，他們能在 6 個月內把 8 成 Tor 使用者去匿名化，但這終究沒有得到實現。事實上截至 2016 年 9 月，FBI 仍無法找到入侵希拉蕊・柯林頓電子郵件伺服器的 Tor 使用者的真實身分。

從手段來看，執法機構對 Tor 使用者進行去匿名化的最佳策略仍是自行運行一個節點和依賴於 Tor 使用者的人為錯誤，比如經 Tor 瀏覽器下載影片後，再在保持連線的情況下，以未受保護的硬碟開啓之。

## 參見

## 注釋

## 參考文獻

## 延伸閱讀

* _Applied Cryptography_，Bruce Schneier (ISBN 978-0-471-11709-4)
* _Email Security_，Bruce Schneier (ISBN 978-0-471-05318-7)
* _Computer Privacy Handbook_，Andre Bacard (ISBN 978-1-56609-171-8)

## 外部連結

* Tor Project / Tor 簡體中文官網 / 正體中文官網
* Tor 瀏覽器各語言版本下載位址
* 官方部落格