天天输验证码，你知道它是用来干什么的吗？你相信，验证码能够辨别出“你是人类还是机器人”吗？在登录某个账号的时候输入验证码，已经成为再平常不过的事情了。不过不少网友抱怨，现在的验证码真是设置得越来越刁钻了。比如，铁道部购票官网12306的购票图形验证码，在2015年更新之后引发了全网大吐槽。不仅过滤掉了抢票工具，还有那些摸不着头脑的正常用户。验证码你好，你已成功打败全国99%的用户。
网友们也忍不住自己制作一套高难度验证码。验证码的能力，超乎你想象！这些测试被称为CAPTCHA，“Completely Automated Public Turing test to tell Computers and Humans Apart”的缩写，意为“区分计算机和人类的完全自动公共图灵测试”，这个名词看起来极其科幻又神秘，但通俗的说法就是“验证码”。
它的诞生可以追溯到上世纪末，当时黑客非常猖狂，他们创造了一种能够大量重复编写信息的程序，伪装成人类用户，肆无忌惮地朝网络上倾倒“僵尸”信息，垃圾邮件、垃圾广告、垃圾评论泛滥成灾。还有程序机器人恶意破解密码、恶意刷票，严重损害商家和消费者的利益。电子邮件提供商Yahoo（雅虎）公司为了解决垃圾邮件的问题，找到了卡内基梅陇大学的学生路易斯·冯·安。
2002年，路易斯·冯·安的CAPTCHA验证码应运而生，赢得了众多网民的鲜花与掌声。2009年，谷歌收购CAPTCHA，将它应用在谷歌图书的数字化上。但是随着技术的发展，机器迎头赶上，CAPTCHA面临新的问题。2014年，谷歌让一种机器学习算法与人类进行了对抗，双方需要辨识一套极度失真的文本CAPTCHA。结果是，计算机完成了99.8%的测试，而人类仅完成了33%。
这就很尴尬了，机器人没被排查出去，真实用户倒是被拦截得死死的。随后，谷歌对此进行了改进，升级版就是现在我们常见到的reCAPTCHA。它的运行方式是什么样的呢？首先网页中会显示出一个勾选的方框和一句“I’m not a robot（我不是机器人）”的字符。用户点击方框确认后，谷歌会用“风险分析引擎”对该用户进行无缝分析。如果检测结果正常，则该用户可以顺利进入网站或账户。
但如果检测结果异常，比如使用了VPN的用户就容易被认作是“恶意机器人”，该用户便会经历一个识别验证的过程，即按照要求在图像网格中选出目标物体。这个过程对于机器人来说，还是比较困难的。但是局势再次反转。2016年，伊利诺伊大学芝加哥分校的计算机科学教授Jason Polakis，发表的一篇论文再次打破了谷歌的“围墙”。
他使用现成的图像识别工具，包括谷歌自己的反向图像搜索，以70%的准确度解决谷歌的图像验证码。与之相似，还有其他研究人员使用谷歌的音频识别程序完成了谷歌的音频CAPTCHA挑战。Polakis表示，在基本的文本，图像和语音识别任务中，现在的机器已经拥有等同于人类的学习能力，甚至算法可能更好。而对于谷歌来说，自家程序打败自家CAPTCHA，其内心苦闷可想而知。难道就没有一套合适的方案吗？
CAPTCHA的研究历程中，有着各种各样奇怪的尝试，以及悲惨的失败。研究人员为了寻找某些人类普遍擅长，但机器不会的东西，而煞费苦心。他们设置出了一种CAPTCHA，让用户通过面部表情、性别和种族对人物图像进行分类；或是基于当地的童谣和民俗来设计CAPTCHA，但是这种文化类的CAPTCHAs带有满满的地域歧视的“恶意”——不仅针对机器人了，还针对了在不了解该地区的人类。
再或是采用“阻碍图像识别”，例如要求用户识别出小猪，但这些小猪可能被制作成卡通形象，或佩戴了太阳镜；更高难度的是，他们要求用户从眼花缭乱的Magic Eye（如斑点图阵）里，识别出物体或字符。
如果以上方法都不能解决问题，那么还有这些——游戏类的CAPTCHA也已加入战斗，这种验证需要用户将物体旋转到某个角度或将拼图块移动到位，“游戏指令”可以用文本给出，或者更高级一点，以符号和游戏板的上下文来暗示。还有的研究人员试图使用相机设备或AR，来进行交互式证明，比如按照指令做个奇怪的姿势或表情什么的。想登录邮箱，先龇牙咧嘴一下。研究员绞尽脑汁也没办法完完全全阻挡住机器人前进的脚步。
事实上，许多测试所存在的问题，并不一定是机器人太聪明了。从某种角度理解，这听起来更像是人类对它们的嘲讽。事实上，人类在语言，文化和经验方面具有极大的多样性，如果忽视这一关键，去制作测试，就会生产出如图像处理这样的粗暴任务。而这种任务正是机器人，或是AI，将会愈加擅长处理的事情。
1950年，计算机科学之父艾伦·麦席森·图灵，发明了图灵测试——测试者与被测试者（一个人和一台机器）隔开的情况下，测试者通过一些装置（如键盘）向被测试者随意提问，并轮番更换测试者。多轮测试中，机器需要“蒙蔽”30%的人类测试者才能通过，并被认为具有人类智能。2014年，机器人假扮成了一名英语很差的13岁乌克兰男孩尤金·古斯特曼(Eugene Goostman)，参加了图灵测试。
结果，它成功骗过了33%的人类测试者，首次通过了图灵测试。这个事件震惊全球，但也并不能成为机器人完胜的铁证。毕竟，裁判们只有几分钟时间进行测试，如果时间加长，他们很有可能会发现真相。而图灵测试最原始的法则，在当下也不能够完全适用了。尽管图灵测试存在弊端，但仍被不少人奉为检验机器是否具有智能性的终级标准。现如今CAPTCHA成为图灵测试最为广泛的应用，俨然成为了人类与机器的重要竞争项目。
2017年，潮牌Supreme的官网为了对抢货机器人进行管制，启用了reCAPTCHA，似乎从此往后Supreme的粉丝们将会拥抱一个公平的购物环境。但是道高一尺魔高一丈，就在reCAPTCHA上线的几个小时后，某Supreme专用机器人网站就向官方下了“挑战书”。他们高调地宣布，已开始研究reCAPTCHA的破解方案，并将破解工具命名为2CAPTCHA，仅售价5美元。
你的艰辛努力，我5美元就让它付诸东流！除了Supreme，Nike、Adidas等品牌都在与抢货机器人的斗争中，苦苦挣扎。但机器人的攻势绝不仅局限在消费领域，他们在科学界也得意地举起了胜利的大旗。也是2017年（这是什么倒霉年份），美国的Vicarious AI公司在杂志《Science（科学）》发表文章，详细地描述了他们的AI是如何轻松破解CAPTCHA。
研究者们向哺乳动物的视觉皮层学习，借鉴了其处理图像的方法，并构建了一套全新的算法。这套算法可以通过识别物体的轮廓及其表面的平滑度，获取信息并创建关联。经过多次的信息传递，可以在一定程度上实现对目标物体的识别。这套算法的准确性，比其他性能一流的模型高出了1.9%左右。这对CAPTCHA提出了更高的要求。
Polakis认为，“CAPTCHA更需要了解跨文化领域，可以同时与来自希腊、芝加哥、南非、伊朗和澳大利亚的人合作。它应该具有普适性，而不是和某个特定人群捆绑。与此同时，还需要给计算机制造困难。这意味着，人们能做的事情非常有限。”弄清楚如何快速修复与提升CAPTCHA，可能又是一个深奥的哲学问题：人类共有、且机器人不可模仿的品质是什么？人类又是什么？
也许，我们的人性不是通过人类是如何执行任务来衡量的。机器人检测公司Shape Security的首席技术官Shuman Ghosemajumder表示，不管是游戏还是视频形式的CAPTCHA，最终都会被打破，他更倾向于观察用户的行为，顺着踪迹寻找答案。Ghosemajumder说：“一个真正的人类对自己的运动功能，并没有很好的控制能力，所以他们不能在多次交互中连续不断地移动鼠标。
但是机器人可以在不移动鼠标的情况下与页面交互，或者非常精确地移动鼠标。这是人类与机器较大的区别。”谷歌的CAPTCHA团队也有类似的思路。去年年底，谷歌宣布的最新版本reCAPTCHA v3使用了“自适应风险分析”。团队的产品经理Cy Khormaee介绍，谷歌会观察网站上的“正常流量”，以此为标准，来检测“异常流量”，并进行评分。
倘若有可疑情况，网站所有者可以选择向被检测用户提出“挑战”，例如密码请求或身份验证。简而言之，就是通过分析人类的行为特点作出总结，利用这些特点与机器人行为进行比较，以此来判断出用户是人，还是机器人。在《最有人性的人》一书中，作者布莱恩·克里斯蒂安对图灵测试比赛提出质疑，他认为在对话中证明你的人性实际上是相当困难的。
机器人制造商已经发现了通过测试的秘诀——不是让机器人成为最聪明的谈话者，而是利用逻辑混乱或是拼写错误来回避问题。因为，人类是会犯错的。现在看来，世界上使用最广泛的图灵测试CAPTCHA会遇到全新的挑战——不是机器人飞速进步的识别能力，而是它们的犯错能力。机器已开始模仿会犯错、误点按钮的人类了。Ghosemajumder说：“我认为人们已经意识到，AI更需要模拟一个普通人类，或者愚蠢的人类。
”我们总认为机器人是极度聪明的，但是当它开始出错，和日常的你一样犯迷糊的时候，你还能辨认出站在你身边的，是人还是机器人呢？