ダークウェブ：Tor のタマネギ構造について

前回、ダークウェブについて記載しました。
今回は、具体的にどうやって実現されているのか、もう少し技術的な観点で調べてみます。

「誰も全体像を知らない」という状況を作るために、Torネットワークは3種類のノードを使っています。

3つのノード

1. Entry Guard

クライアントが最初に接続するノード。
唯一、「Torを使っている」という事実を知っているノード。

クライアント側では数ヶ月間同じ Entry Guard を使い続けるようです。
これは「攻撃者が大量のリレーを立ち上げて、確率的に通信を捕捉しようとする攻撃」への対策とのこと。

2. Middle Relay

入り口と出口の間に挟まるノードです。
入ってきた暗号化パケットを右から左へ流すだけで、送信元、送信先、中身、など、何もわからないノード。
法的リスクも一番低いので、仮にボランティアで参加するなら、ここから始めると良さそうです。

3. Exit Node

ここが Tor ネットワークのアキレス腱でもあります。
最後の暗号を解いて、インターネットへデータを放流する場所。
アクセス先の Web サーバーから見ると、通信元はこの Exit Node の IP アドレスになります。

もし誰かが Tor を使って犯罪予告を書き込んだら？
警察が最初に訪ねるのは、書き込んだ本人ではなく、この Exit Node の運営者のところです。
技術的には単なるパケットの中継ですが、社会的リスクを背負う可能性があります。

Telescoping

この3つのノードとどうやって暗号通信を確立するのか。
Telescoping（望遠鏡）と呼ばれるプロセスがあるようです。
一気に3つと接続するのではなく、望遠鏡を伸ばすように一段階ずつトンネルを掘るイメージです。

1. Entry Guardと接続し、鍵交換をしてセキュアなパイプを作る
2. そのパイプを通って、次の「Middle Relay」に繋いでくれ、と頼む
3. さらに Middle まで伸びたパイプを通って、最後の「Exit Node」に繋いでくれ、と頼む

この手順を踏むことで、「Entry Guard は Middle のことしか知らない」「Middle は Exit のことしか知らない」という、情報の分断が行われます。

「誰も信用しない（Trust No One）」という設計思想が、徹底されているようですね。

パケットサイズの均一化

もう一つ、Torのパケット（セル）は、すべて「512バイト」の固定長らしいです。
チャットの「こんにちは」も、巨大ファイルの断片も、外から見れば全部同じサイズ。
「箱の大きさで中身を推測させない」という点も徹底しているようです。

まとめ

Torのアーキテクチャは、既存の暗号技術とネットワークをロジカルに組み合わせて、秘匿性を高めているようです。

次回は、「自分がサイトを運営する」側について。
IPアドレスを隠してサーバーを公開できるHidden Services (.onion)の仕組みについて、記載します。