Как теоретически возможна установка зашифрованного канала?
Это не совсем так работает. При симметричном шифровании да, вы должны обменяться ключами через доверенную среду. При не симметричном шифровании, есть открытый ключ и закрытый ключ, один из них шифрует данные, другой расшифровывает. Например, вы публикуете ключ шифрования, кто угодно может зашифровать данные, но расшифровать обратно можете только вы. Если я передам вам по открытым каналам шифрующий ключ, то вы можете быть уверены, что расшифровать ваше сообщение сможет только то, кто вам этот ключ передал( при сохранении тайны закрытого ключа ).
Здесь может быть реализована mitm атака, когда вам передает ключ не конечный получатель, а промежуточный. Для таких случаев вводят доверенную третью сторону, доверие которой устанавливается "предварительно".
то есть ключи видны провайдеру при нашем первичном взаимодейтсвии
Нет.
Гуглите "асимметричная криптография". Она как раз и придумана для установления соединения по прослушиваемому каналу. В лоб в настоящий момент сломать https невозможно, поэтому и идут в ход всяческие хитрости с установкой госсертификатов :)
Но с тором пример неудачный - само по себе использование тора оно уже маркирует Вас как человека, за которым стоит последить...