Jenseits des freiwilligen Relay-Netzwerks selbst versteht man Tor am besten über den Mechanismus, der es funktionsfähig macht: Onion Routing. Wenn Datenverkehr das Netzwerk betritt, verpackt der Client ihn in mehrere Verschlüsselungsschichten, eine für jede Relay-Station auf dem Pfad, typischerweise ein Entry Guard, ein Middle Relay und ein Exit Node. Jede Relay-Station entfernt nur ihre eigene Schicht und erfährt gerade genug, um die Daten weiterzuleiten, sodass keine einzelne Relay-Station jemals weiß, wo eine Verbindung begann und wohin sie führt.
Dieses geschichtete Design ist für Krypto-Nutzer relevant, weil es die Netzwerkidentität (eine IP-Adresse) von der On-Chain-Aktivität trennt. Eine Wallet oder ein Node, die Transaktionen über Tor verbreiten, machen es Außenstehenden oder böswilligen Peers deutlich schwerer, eine Transaktion mit dem physischen Standort der erstellenden Person zu verknüpfen. Bitcoin Core unterstützt nativ den Betrieb als Tor Hidden Service über ".onion"-Adressen (v3), wodurch ein Full Node eingehende Verbindungen akzeptieren kann, ohne die echte IP-Adresse preiszugeben. Mehrere Privacy Coin-Projekte, darunter Monero, bieten native oder optionale Tor- und I2P-Integration zum Verbreiten von Transaktionen und Weiterleiten von Blocks.
Tor ist kein Allheilmittel: Exit Nodes können unverschlüsselten Datenverkehr einsehen, Korrelationsangriffe durch gut ausgestattete Angreifer bleiben möglich, und schon die bloße Verbindung zum Netzwerk kann Aufmerksamkeit erregen. Zudem ist es der wichtigste Zugangsweg zum Dark Web, wo Kryptowährung, insbesondere Bitcoin, gerade wegen dieser pseudonymen Zugangsebene seit Langem für Zahlungen genutzt wird.