说文解字第26课:验证码CAPTCHA

大家应该许多网页上由歪歪斜斜英文字母组成的验证码并不陌生,也很习惯在登入网站、订票的时候输入验证码,就让我们来看看这些字母背后的故事吧。防止机器人滥用验证码的英文名称是CAPTCHA,缩写自Completely Automated Publ

大家应该许多网页上由歪歪斜斜英文字母组成的验证码并不陌生,也很习惯在登入网站、订票的时候输入验证码,就让我们来看看这些字母背后的故事吧。

防止机器人滥用

验证码的英文名称是CAPTCHA,缩写自Completely Automated Public Turing test to tell Computers and Humans Apart,中文可以翻译为「全自动区分电脑和人类的公开图灵测试」。

其中图灵测试是由英国数学家艾伦•图灵所提出的概念,用于鉴别机械是否拥有智慧。方式为让测试者询问以及正常人一些问题,在经过许多问答后,测试者如果无法分辨哪个是电脑、哪个是人类,就代表电脑通过图灵测试,拥有智慧。

虽然验证码的名字中虽有图灵测试,但是它的做法是让电脑提问,看看是否能够得到正确答案,若可以的话,则判定回答者是人类,功用恰好相反,所以应该称为反向图灵测试更加贴切。

验证码的目的在于让程式判断执行操作的「使用者」,是真正的人类还是机器人(并非指机械,而是能够自动执行的程式),进而阻档机器人不当滥用网站或各种服务。

举例来说,在没有验证码保护的情况下,如果透过机器人操作演唱会或车票的订票网站,就能因为操作速度非常快的关係,抢到许多票。更糟的是,如果利用机器人以暴力破解法,透过不断尝试的方式破解网站登入密码,也很可能因为机器人可以在短短几秒内进行无数次尝试,而成功破解密码。

为了防止这种情况发生,许多网站便会导入验证码措施,以利阻档机器人的不当操作。最常见的验证码就是透过图像处理的方式,将英文字母与数字弄得歪歪斜斜,让机器人的文字辨识功能无法解读文字,如果使用者能辨识并输入正确答案,代表使用者是人类,所以可以通过验证,若无法答对,就会被判定为机器人,而被阻档下来。

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▲以高铁订票网站为例,使用者需要在下方输入验证码才能完成订票。

进化到图像问答甚至无需操作

在将纸本书籍数位化的过程中,会先将书本1页1页扫瞄成图像档案,再透过光学文字辨识技术(OCR,Optical Character Recognition)将图片转成文字档,但是因为印刷品质或是扫瞄过程的瑕疵,会导致部分文字无法顺利辨识,由卡内基美隆大学(Carnegie Mellon University)提出的reCAPTCHA计画,便是利用验证码概念开发的「人肉文字辨识系统」。

在实际使用reCAPTCHA的过程中,系统会显示2组歪斜的英文单字,其中1组是由电脑产生的验证码,另一组则是数位化时辨识失败的文字。如果使用者在回答时答对验证码,代表他是认真判读这些文字,因此系统能够确定另一个单字就是辨识失败的文字,如此一来便能解决数位化时留下的难题。

reCAPTCHA在2009年9月17日被Google收购,并于2012年起也被用于辨识Google街景拍摄的门牌号码照片,让单纯分辨使用者是人类还是机器人的机制,也产生了额外的附加价值。

随后reCAPTCHA也导入图像式问题,透过让使用者辨识、点选图中的车辆、动物等问题,来判断使用者身份,由于这样一来就不需要输入文字,因此操作上更加便捷,也更适合智慧型手机等行动装置使用。

而採用人工智慧主动辨识使用者身份的No CAPTCHA reCAPTCHA,则让操作更为简单,系统会在使用者浏览网页时,透过人工智慧分析操作与浏览的模式,如果符合人类模式,使用者在点击「我不是机器人」按钮后,就不需回答任何问题,但如果模式比较可疑的话,仍然需要回答验证问题。这种技术能让验证手续更加简单,也能降低对使用者的干扰,提供更舒适的上网体验。

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▲reCAPTCHA让使用者在输入验证码的过程式,顺便帮忙输入无法透过OCR辨识的文字。

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▲现在也有採用图像验证码型式的reCAPTCHA。

▲No CAPTCHA reCAPTCHA会利用人工智慧分析使用者的身份,如此一来不需就可以省下回答问题的麻烦。

说文解字使用範例:

O:为了防止滥用机器人抢票,大部分的订票系统都设有验证码。

X:把验证码输入核弹发射装置,世界末日就进入倒数计时。

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