CAPTCHA：人機識別的可行技術還能保持多久？

當您嘗試通過谷歌瀏覽器訪問網站時會出現彈出窗口，要求您確認您是否是人類，因此我們中的許多人都感到惱火和錯誤。這一次似乎是最愚蠢的問題，尤其是當它一次又一次地出現在你的臉上時。這就是 CAPTCHA，這是一種質詢-響應測試，它允許瀏覽器確定不是某台機器試圖進入您的個人搜索。CAPTCHA 已成為防止垃圾郵件機器人訪問互聯網並防止濫用的常見保護措施。但近年來，CAPTCHA 得到了擴展，也成為一項複雜的任務，需要我們專注於所謂的響應挑戰。為什麼您的瀏覽器要求您確認“我不是機器人”？它是如何轉變為令人討厭且耗時的挑戰的？了解最初作為清除垃圾郵件機器人的工具，如今如何演變成一場人與機器之間的激烈競賽。

什麼是驗證碼？

圖片：紐約時報

CAPTCHA 代表完全自動化的公共圖靈測試。它是在 2000 年代初的某個時候開發的，用於測試人類，以證明他們不是試圖破壞瀏覽器安全性的機器或垃圾郵件機器人。儘管 CAPTCHA 的發明是另一回事，但它的最早版本可以追溯到 1997 年。當它第一次使用時，CAPTCHA 過去常常要求用戶通過在簡單的文本中輸入一系列扭曲的字母來證明他們的“人性”。在某些序列中，扭曲的字母由以類似扭曲格式書寫的數字組合。這些字符的編寫方式似乎它們之間沒有空格，並且每次登錄嘗試時都會更改代碼。這樣做是因為，為了解碼幾乎無限數量的扭曲序列，總是需要一些人類智能；然而，計算機機器算法無法檢測失真的序列。因此，CAPTCHA 立即被許多網絡和郵件服務提供商採用。

但在接下來的幾年裡，CAPTCHA 變得複雜了。

Google 的 reCAPTCHA：原始測試的複雜升級

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2007 年，谷歌從該系統的一群原始研究人員那裡購買了名為 reCAPTCHA 的程序，並開始在谷歌學術和谷歌圖書中廣泛使用它。但是，從一開始，這種最新形式的驗證碼就讓 Google 用戶頭疼。隨著機器學習研究的發展，計算系統及其算法解決複雜問題的能力也在不斷增強。因此，原始字符序列對於機器人和機器來說太容易解決了。因此，谷歌繼續讓這些字符變得更加扭曲，技術上對人眼來說更加混亂。這實際上開始了人類和機器智能之間的真正競賽，並轉變為 reCAPTCHA 對 Google 用戶而言真正的煩惱。為確保訪問 Google 平台和搜索的用戶不是某個機器人，

在測試中添加圖像：Google 的 No CAPTCHA reCAPTCHA

2014 年，在谷歌收購 reCaptcha 之後很晚，它決定對它的序列給用戶帶來的煩惱採取行動。此外，這些年來，為了創造更智能的機器，研究人員再次超越了 reCAPTCHA 理解響應挑戰的能力。在一項實驗測試中，谷歌研究人員確定，儘管極其複雜和煩人的彈出窗口，機器學習算法能夠正確獲得 99% 以上的響應，而我們人類僅能做到 33%。所以，是時候改變了。

谷歌決定讓用戶的煩惱消失。新的“NoCAPTCHA reCAPTCHA”允許用戶通過單擊複選框來通過測試。這一次谷歌在 API 技術上遙遙領先，並使用用戶偏好來確定它是人類還是機器人。谷歌新的 reCAPTCHA 分析了用戶搜索以及鼠標光標的移動。機器人無法像機器人一樣模擬鼠標點擊，分析該特定 CAPTCHA 測試的代碼會將虛擬複選框視為圖形圖像，並且不會對此做出響應。但同樣，如果機器人可以讀取 JavaScript，那麼它可以輕鬆地模擬它，鼠標移動跟踪選項就會失敗。

那麼你如何解決這個問題呢？而且，如果您根據自己的喜好進行不同的搜索怎麼辦？

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那麼，在這種情況下，歡迎進行另一個測試。谷歌新的 reCAPTCHA 將帶您進行一系列“視力測試”，以確定您是人類還是機器人。因此，如果您進行未提及或可疑的搜索，Google 會要求您從一組圖片中選擇一些特定圖片。我們都注意到谷歌要求我們識別帶有紅綠燈、汽車、公園或路標的圖片，對嗎？這就是 NoCAPTCHA reCAPTCHA。

這是最新且使用最廣泛的 CAPTCHA 版本，它不僅被 Google 用作區分人類與人工智能的媒介，還被 Twitter、Facebook 和 Craigslist 等平台用作防止垃圾郵件和濫用用戶社交媒體資料的方式。但再一次，這個版本中的圖片在人眼中變得更加模糊，增加了謎題的複雜性，並且再次遇到了 reCAPTCHA 之前的相同路徑。

但為什麼？

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為什麼 CAPTCHA 拼圖如此復雜？

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CAPTCHA 最初是作為一種媒介來防止機器人和機器模仿人類用戶並以不正當手段訪問任何類型的數據的。但隨著機器學習和人工智能的研究和實驗走得太遠，甚至取得了成功，我們創造了具有解決許多複雜計算能力的機器，CAPTCHA 成為小菜一碟。科學賦予了機器如此廣泛的能力，以至於現在如果我們試圖為軟件或機器人製造一些困難的東西，人類解碼就會變得更加困難。

CAPTCHA不知何故失敗是不是太令人驚訝了？

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當然不。我們已經創建了功能量子計算機。我們已經解決了數百個有關財務分析、商業決策和醫學科學的難題和計算問題。我們利用了大量基於機器的應用程序和工具來簡化我們的生活，並在更複雜的研究領域為我們提供幫助。同時，我們為機器賦予了自己的智能，以提高任務速度和效率。由於我們的生活如此依賴人工智能和機器學習，它超越我們只是時間問題。

驗證碼能走多遠？

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根據研究人員對這種響應-挑戰機制的研究，這僅僅是個開始。已經進行了各種測試來升級當前的 CAPTCHA 工具並改變這些響應挑戰測試的執行方式。2017 年，PayPal 獲得了一種新型 CAPTCHA 技術的專利。在這裡，向用戶詢問以證明他/她的人性的謎題和問題會因種族、地點和性別而異。同樣，亞馬遜技術公司獲得了 CAPTCHA 拼圖樣式的專利，要求人們解決他們不熟悉的視錯覺和典型的邏輯拼圖。現在，亞馬遜試圖扭轉這個難題。亞馬遜技術公司聲稱，大多數人會做出錯誤的反應，而現代人工智能，鑑於其能力，會做出正確的反應，因此，具有錯誤響應的響應將是人類用戶。其他專利包括 CAPTCHA 的類似遊戲的拼圖，用戶需要解決拼圖類型的圖像來證明他們的人性。這些是用於更新 CAPTCHA 的一些初步想法。

但是，它們真的有效嗎？

在很多方面，它們都不是。首先，在機器學習實際上是人類進化的下一步的“太空時代”一代中，沒有驗證碼會保持完整。-其次，這些想法對人類來說太複雜了。如果您期望一個人始終正確回答文化多樣性的問題，那麼您就錯了。人們在種族、語言和個性上存在很大差異，幾乎不可能根據文化背景開發出如此廣泛的應對挑戰。此外，互聯網是任何人都可以從任何地方訪問的東西，無論該人的智商、年齡和智力水平如何。因此，很難相信每個年齡段的每個人都會有解決棋盤遊戲難題以通過網頁的能力。可能，研究人員，

可以做些什麼來使 CAPTCHA 更可靠？

好吧，在我們想出一些讓人類更容易做到這一點之前，這是一個很好的討論和研究的主題。但是，需要尋找人工智能機器人可能無法模仿的人類行為的某些方面。可以將更多的注意力轉移到開髮用於尋找網頁“動作”的 CAPTCHA 工具上。谷歌最近激活了名為 reCAPTCHA v3 的 reCAPTCHA 版本 3。谷歌的新版響應挑戰測試使用所謂的“自適應風險分析”，它不會讓用戶進行任何類型的測試，也不會要求他們勾選虛擬框。它對用戶來說完全沒有摩擦，並允許他們直接訪問網頁。為了進行機器人檢測以防止垃圾郵件濫用，谷歌的新 reCAPTCHA 將允許網站所有者確定他們的網站用戶是否是機器人，通過谷歌根據其風險分析算法給他們的分數。該分數將檢測站點上的流量是否可疑。然後，所有者可以向可疑用戶提供響應測試，以交叉檢查 reCAPTCHA 的檢測。雖然谷歌不會說明他們的新算法將如何將這些分數分配給用戶，但它可以被視為一種受歡迎的過濾流量的媒介，其中用戶的煩惱和解決早期測試的困難已經被考慮在內。

最終意見

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現在說 Google 的新 reCAPTCHA v3 是避免網頁上的機器人流量的最佳和最用戶友好的方式還為時過早。此外，人工智能和機器學習研究的進展速度，我們不知道會對任何新的 CAPTCHA 技術產生什麼影響。

由於人們越來越重視機器學習而不是對機器活動的監視，因此在不久的將來，所有這些 CAPTCHA 技術的新專利都可能變得不可行。目前，CAPTCHA 仍然是網絡上使用最廣泛的機器人檢測響應挑戰測試。但是，為了讓這種方式持續多年，重要的是在我們將我們擁有的一切以及定義我們的遺產的任何東西傳遞給我們所依賴的智能機器之前，發現區分 AI 和人類的方法。