định nghĩa Tor

The Onion Router (Tor) là hệ thống giao tiếp mạng phi tập trung giúp bảo vệ quyền riêng tư và tính ẩn danh của người dùng. Tor hoạt động bằng cách mã hóa và chuyển tiếp lưu lượng mạng qua nhiều nút theo từng lớp; mỗi nút chỉ nhìn thấy nguồn và điểm đến tiếp theo của dữ liệu mà không biết toàn bộ đường truyền. Thiết kế này mô phỏng cấu trúc nhiều lớp của củ hành, vì vậy có tên gọi "Onion Router". Mạng Tor cho phép người dùng truy cập tài nguyên internet một cách ẩn danh, đồng thời hỗ trợ các dịch vụ "dark web" (web tối) chỉ truy cập được trong mạng Tor, mang lại khả năng bảo vệ quyền riêng tư vượt trội.

Nguồn gốc của Tor

Phòng Thí nghiệm Nghiên cứu Hải quân Hoa Kỳ phát triển công nghệ onion routing vào giữa thập niên 1990 nhằm bảo vệ thông tin liên lạc của tình báo Mỹ. Phiên bản đầu tiên của phần mềm Tor ra mắt năm 2002; đến năm 2004, dự án chuyển sang mã nguồn mở, do Tổ chức The Tor Project duy trì và phát triển. Ban đầu Tor được thiết kế để bảo mật thông tin liên lạc của chính phủ, nhưng sau đó mở rộng thành công cụ bảo vệ quyền riêng tư và tự do ngôn luận cho người dùng internet toàn cầu.

Trước sự gia tăng giám sát và thu thập dữ liệu trên internet, mạng Tor đã trở thành công cụ quan trọng với nhà báo, nhà hoạt động xã hội, người dùng phổ thông và cả các cơ quan thực thi pháp luật để bảo vệ thông tin nhạy cảm. Tor đóng vai trò chủ chốt trong việc giúp người dùng vượt qua kiểm duyệt internet tại các quốc gia hạn chế quyền tự do ngôn luận.

Cơ chế hoạt động: Cách vận hành của Tor

Nguyên lý onion routing dựa trên mã hóa nhiều lớp và mạng chuyển tiếp phân tán:

1. Mã hóa nhiều lớp: Khi người dùng gửi dữ liệu qua Tor, phần mềm Tor trên thiết bị sẽ chọn ngẫu nhiên ba nút chuyển tiếp (nút vào, nút chuyển tiếp, nút ra).
2. Đường truyền mã hóa: Phần mềm sẽ thêm ba lớp mã hóa cho dữ liệu, mỗi lớp ứng với một khóa công khai của từng nút. Mỗi nút chỉ giải mã lớp của mình để lấy thông tin điểm đến tiếp theo.
3. Quá trình truyền dữ liệu: Nút vào nhận lưu lượng, loại bỏ lớp mã hóa đầu tiên và gửi dữ liệu đến nút chuyển tiếp. Nút chuyển tiếp loại bỏ lớp mã hóa thứ hai, sau đó chuyển tiếp đến nút ra. Nút ra loại bỏ lớp mã hóa cuối cùng và gửi yêu cầu ban đầu đến trang web đích.
4. Đường truyền ngược: Dữ liệu phản hồi quay lại theo đường truyền cũ nhưng ngược chiều. Mỗi nút thêm một lớp mã hóa khi chuyển tiếp.
5. Thay đổi đường truyền định kỳ: Để tăng bảo mật, phần mềm Tor thay đổi đường truyền khoảng mỗi 10 phút.

Rủi ro và thách thức: Hạn chế của Tor

Tor bảo vệ quyền riêng tư mạnh mẽ nhưng vẫn đối mặt với nhiều thách thức:

1. Giới hạn tốc độ: Mã hóa nhiều lớp và chuyển tiếp qua nhiều nút khiến tốc độ kết nối giảm đáng kể. Điều này không phù hợp với hoạt động yêu cầu băng thông lớn như truyền tải tệp dung lượng lớn hoặc xem video trực tuyến.
2. Rủi ro từ nút ra: Nút ra có thể thấy dữ liệu chưa mã hóa gửi đến trang web đích. Nếu truy cập các trang web không dùng HTTPS, nút ra độc hại có thể theo dõi hoạt động của người dùng.
3. Tấn công phân tích lưu lượng: Đối thủ mạnh có thể phá vỡ tính ẩn danh bằng cách đồng thời giám sát lưu lượng vào và ra, thực hiện phân tích tương quan thời gian.
4. Vấn đề sử dụng sai mục đích: Đặc tính ẩn danh khiến Tor đôi khi bị lợi dụng cho hoạt động phi pháp, dẫn đến nhận thức tiêu cực và thách thức pháp lý.
5. Kiểm duyệt và ngăn chặn truy cập: Một số quốc gia, tổ chức tìm cách ngăn chặn truy cập Tor. Để đối phó, Tổ chức The Tor Project phát triển các biện pháp chống kiểm duyệt như nút cầu nối (bridge).

Giá trị của onion routing nằm ở việc cung cấp hạ tầng giao tiếp ẩn danh trên internet. Dù còn nhiều thách thức, đây vẫn là công cụ quan trọng với người dùng cần bảo vệ quyền riêng tư, tránh bị giám sát hoặc giao tiếp tự do trong môi trường kiểm soát. Trong lĩnh vực tiền mã hóa, nhiều dự án đồng tiền mã hóa bảo mật (privacy coin) cũng áp dụng các khái niệm từ onion routing để tăng cường tính riêng tư và ẩn danh cho giao dịch.