کپچا چیست، چگونه کار می‌ کند و چرا سخت است؟

کپچا یا CAPTCHA از جمله سدهای امنیتی در دنیای اینترنت است که مطمئنا بارها با آن برخورد  داشته‌اید. در ادامه با گجت نیوز همراه باشید تا متوجه شوید کپچا چیست ، چگونه کار می‌‌کند و دلیل سختی آن چیست؟

کپچا دقیقا همان جایی به سراغتان خواهد آمد که در تلاش هستید تا یک خرید اینترنتی داشته باشید؛ یا وارد حساب کاربری خود در یک سایت شوید. شما تمام فیلدها را که وارد کردید فیلد جدیدی را باید پر کنید تا به وب‌سایت ثابت شود شما یک انسان هستید و نه یک ربات. به همین منظور هم باید تیک “I’m not a robot” را بزنید. همین جا است که دیدن تصویری تار به همراه اعداد یا حروف نسبتا عجیب و غریب کمی عصبانیتان می‌کند. دقیقا به همین ها می‌گویند کپچا و با آن که همیشه نوعی حس مزاحمت را به کاربر می‌دهند اما واقعا باید گفت ضروری هستند.

کپچا چیست؟

CAPTCHA مخفف عبارت “Completely Automated Public Turing Test to Tell Computers and Humans Apart” بوده که معنای آن “تست تورینگ عمومی کاملا خودکار برای جدا کردن کامپیوتر از انسان” است. این اسم از نابغه رمزنگاری یعنی آلن تورینگ که تست تورینگ را ایجاد کرد الهام گرفته شده. این تست روشی است برای تفکر ماشینی، تا به بررسی این موضوع بپردازد که رفتاری مشخص، از یک کامپیوتر سر می‌زند یا یک انسان.

یک آزمون تورینگ استاندارد، شامل یک شخصیت حقیقی است که موضوعی مشخص را داوری می‌کند. اما در رویکرد کپچا خبری از یک انسان واقعی نبوده و همه چیز توسط کامپیوتر مورد بررسی قرار می‌گیرد؛ که برخی چنین فرایندی را “تست تورینگ معکوس” و برخی دیگر آن را “اثبات تعامل انسانی (HIP)” می نامند.

کپچا در واقع با هدف پایان دادن به بات‌های اسپم‌دهنده به وبسایت‌ها ایجاد شد. هر کاربلدی در حوزه‌‌ی فناوری قادر است برنامه‌ای بسازد که به طور خودکار میلیون‌ها حساب کاربری در وبسایت‌های مختلف ایجاد کند؛ کپچا هم آمد تا بساط این کار را برچیند.

به همین دلیل است که کامپیوترها در کشف متون تغییر شکل داده شده مشکل دارند. در نتیجه اکثر کپچاها دارای حروفی جفت شده با رنگ‌های مختلف در پس‌ زمینه خود هستند تا خوانایی کمتری داشته باشند.

در مورد این که چه کسی نخستین بار دست به طراحی کپچا زده بحث هایی وجود دارد؛ ولی این را حداقل می‌دانیم که دانشگاه کارنگی ملون پیتسبورگ در سال 2003 چنین نامی را به این سیستم داد.

آن تیم علمی که دست به نام‌گذاری زد معتقد است از کپچا می‌توان برای ایمن‌سازی ایمیل‌ها، نظرسنجی‌های آنلاین و سایر سرویس هایی که نیاز به ثبت نام دارند استفاده کرد. کپچا همچنین در مقابل حملات DDoS نیز می‌تواند مفید واقع شود.

کپچا چگونه کار می‌ کند؟

با آن که می‌توان خوانش یک متن را کم کرد ولی همچنان امکان فهمیدن آن وجود دارد. در واقع هر چه حروف و اعداد در کپچاها به شکل پیچیده تری به کار روند امکان دور زدن آن‌ نیز سخت تر می‌شود. رویکرد روانشناختی انسان طوری است که مغزش سعی می‌کند چیزی را که دریافت کرده بفهمد. در واقع ذهن شما در تلاش است از میان بی نظمی به یک نظم برسد.

پارادولیا دلیل همان چیزی است که باعث می‌شود شما در میان ابرها، ساختمان‌ها، سنگ‌ها، درختان، نوشیدنی‌ها، گل‌ها و خیلی چیزهای دیگر، اشکالی را شبیه به انسان یا حیوانات بینید؛ در صورتی که واقعا آنگونه که شما استنباط می‌کنید نیستند. مثلا سحابی بارنارد 33 در اصطلاح عوامانه خود با نام سحابی سر اسب شناخته می‌شود؛ این نیز به دلیل خصوصیات شبه اسب مانندش است، در حالی که برخی دیگر آن را طور دیگری می‌بینند.

بخاطر همین موضوع هم است که شما می‌توانید عبارات درج شده در کپچاها را بفهمید با آنکه از حالت عادی خودشان فاصله گرفته‌اند. در واقع مغز ما قابلیت ایجاد ارتباطی را در خود دارد که برنامه‌های کامپیوتری نمی‌توانند آن را داشته باشند.

کپچا چرا سخت است؟

لوئیس فون‌آن که قبلا در تیم دانشگاه کارنگی ملون بود معتقد است 9 ثانیه طول می‌کشد تا ذهن بتواند کپچا را حل کند. 92 درصد افراد آن را درست متوجه می‌شوند. شما ممکن است بخاطر اشتباه وارد کردن آن‌ها احساس ضعف در توانایی‌هایتان کنید، در حالی که واقعا اینطور نیست. به هر حال هر کسی می‌تواند هر از گاهی جزو آن 8 درصد باقی مانده باشد.

حتی باید بگوییم امکان خطا در حل کردن کپچا می‌تواند از 8 درصد به نزدیک 30 درصد افزایش یابد، تنها اگر سیستم تشخیص صحتی که به کار رفته، حساس به بزرگی یا کوچکی حروف باشد.

مشکلی که در استنباط اطلاعات وجود دارد این است که احتمال استنباط غلط کم نخواهد بود. برای مثال حرف “I” می‌تواند به راحتی”1″خوانده شود. کار حتی زمانی سخت تر می‌شود که کپچای به کار رفته شامل کلمات با معنا نباشد و از حروف تصادفی بهره ببرد.

خوشبختانه، سرویس‌ها می‌دانند که انسان‌ می‌تواند خطا کند و همیشه قادر به خواندن متن‌های مبهم نیست. اکثر کپچاها نیز به شما امکان تولید عبارت یا تصویری جدید را می‌دهند و می‌توان در صورت اشتباه وارد کردن آن عبارت، دوباره تلاش کرد.

دلیل سخت بودن کپچا را می‌توان در ضرورتش دانست. پیشرفته شدن کپچاها متعاقبا بخاطر پیشرفته تر شدن ربات ها است. هوش مصنوعی حتی قادر به خواندن عباراتی است که دچار تغییراتی شده‌اند آن هم با دقت 99 درصد. کپچاها هم مجبور شده اند خود را در این میان به روز کنند.

گوگل اما این فناوری را دستخوش تغییرات چشمگیری کرده که جلوتر به آن خواهیم پرداخت.

کپچا چگونه در مقابل بات‌ها بازنده می‌شود؟ الگوریتم‌هایی که به دنبال اشکالی خاص هستند توانسته‌اند به کپچاها نفوذ کنند. نحوه کار این الگوریتم‌ها به این صورت است که جعبه‌متن کپچا را به رنگ خاکستری در می‌آورند و سپس اعوجاج متن را از بین می‌برند. این الگوریتم‌ها در مرحله بعدی به مقایسه عبارات با انواع استاندارد حروف و اعداد می‌پردازند.

این الگوریتم بر اساس حدس هایی که آموخته به شناختن عبارات ناشناخته روی می‌آورد.

مشکلات زیادی در رابطه با کپچا وجود دارد مخصوصا وقتی پای معلولان هم به داستان باز شود. این موضوع برای کسانی که ضعف در بینایی دارند و یا از نارساخوانی رنج می‌برند دشوار تلقی می‌شود.

کپچاها به منظور مقابله با حملات رایانه‌ای و آسان‌تر شدن کار برای انسان‌ها توسعه یافته‌اند. در برخی موارد این مهم به روش های مختلفی انجام می‌شود؛ اولین آن تغییر در روش تایید است. یکی از مثال‌های بارز آن جایگزین کردن عکس‌ها به جای متن است.

شما ممکن است با شبکه ای از تصاویر روبرو شوید که باید بر روی جعبه‌هایی از آن که یک علامت راهنمایی و رانندگی را کامل می‌کنند کلیک کنید. این کار بسیار کارآمد است چرا که برنامه‌های کامپیوتری در درک تصاویر دیجیتالی با مشکلاتی مواجه‌اند.

با این حال برخی از الگوریتم‌های هوش مصنوعی قادر به درک آنچه در تصاویر است نیز هستند. مثلا اگر فناوری DeepFace فیسبوک را در نظر بگیرید می‌بینید که قادر به تشخیص ویژگی‌های چهره است و بر اساس نتایج حاصل شده، پروفایل‌هایی را پیشنهاد می‌دهد. اما باز هم این نوع از CAPTCHA چالشی اضافی برای بات‌ها بوده و می‌تواند مانعی اضافه بر سازمان، برای حملات اینترنتی و موارد شبیه به آن تلقی شود.

تصاویر همچنین برای کسانی که از گوشی‌ هوشمند یا تبلت‌ بهره می‌برند بهتر است، چرا که به سادگی یک لمس بر روی مربع ها قابل انجام است؛ البته در صورتی که به درستی بارگذاری شوند.

یکی دیگر از راه‌حل‌ها، استفاده از کپچاهای صوتی است که حروف و رقم های موجود در تصویر کپچا را برای فردی که در حال پشت سر گذاشتن آن است می‌خواند. البته در این حالت هم زمانی که پای اسپمرهایی با قابلیت تشخیص صدا وسط می‌آید، ایمنی صددرصدی وجود ندارد.

از راه‌های مهم دیگری که به تکامل کپچاها می‌تواند کمک کند ادغامشان با گوگل و ارائه reCAPTCHA است؛ که البته داستان جدایی دارد.

CAPTCHA و reCAPTCHA: تفاوت در چیست؟

بیشتر کپچاها در واقع همان reCAPTCHA هستند و هر دو یک کار را انجام می‌دهند، اما با تقویت یادگیری ماشینی، کار را بهتر پیش می‌برند. علاوه بر آن reCAPTCHA در دیجیتالی کردن کتاب‌ها نیز نقش دارد.

reCAPTCHA هم همان تیمی از دانشگاه کارنگی ملون توسعه داده که اصطلاح کپچا را ارائه داد. هدف این نرم افزار متن باز حفظ ادبیات با رمزگشایی کلمه ای است، به طوری که توسط رایانه قابل خواندن نباشد. در واقع هر بار که شما کلمه ای را در reCAPTCHA وارد می‌کنید به یادگیری آن کمک کرده‌اید.

به طور مشخص CAPTCHA ترکیبی تصادفی از حروف و اعداد است؛ در حالی که reCAPTCHA شامل کلماتی هدفمند است، که ربات‌ها قبلا نتوانسته‌اند آن را آنالیز کنند.

reCAPTCHA در سال 2007 منتشر شد و گوگل در سال 2009 مالکیت آن را بر عهده گرفت. بسیاری، گوگل را غیر قابل اعتماد می‌خوانند در حالی که این تکنولوژی واقعا مفید ارزیابی می‌شود. تنها دو سال بعد از بدست آوردن مالکیت reCAPTCHA توسط گوگل، بایگانی Google Books و نیویورک تایمز که هر دو منبع ارزشمندی از اطلاعات هستند، دیجیتالی شد.

به هر حال با پیشرفته شدن الگوریتم‌ها و خوانده شدن متن‌ها، reCAPTCHA باید ارائه می‌شد و گوگل هم بی دلیل به سمت این فناوری نرفته است.

شاید برایتان جالب باشد که یدانید چطور می‌شود با کلیک کردن بر روی تیک گزینه “من یک ربات نیستم” سریعا پردازش انجام می‌گیرد و نتیجه به دست می‌آید. برای رفع کنجکاویتان خوب است بدانید که سیستم ری کپچا گوگل به فعالیت‌هایی که از سوی شما در یک سایت انجام می‌گیرد به طور مخفیانه نمره‌ای تعلق می‌دهد، که این نمره تعیین می‌کند شما یک انسان هستید یا ربات.

با پیشرفته شدن بات‌ها، سیستم‌های امنیتی نیز پیشرفته‌تر می‌شوند. از طرفی ایده ReCAPTCHA هم فعلا به خوبی کار می‌کند.

اما چیزی که در این جا به عنوان یک مسئله مطرح می‌شود اطلاعاتی است که گوگل ار رفتار ما به دست می‌آورد و این مطمئنا می‌تواند نگران کننده باشد.

نظرتان در مورد سیستم‌های کپچا چیست؟ آیا برای شما دردسر سازند یا وجود آن‌ها را مفید تلقی می‌کنید؟