Student World

Je téměř nemožné určit, kdy vás prostřednictvím internetu oslovují lidé a kdy jsou to automatizovaní internetoví roboti (zkráceně nazývaní též boti nebo neživotně boty). Boti přitom často nepozorovaně shromažďují e-mailové adresy (a případně i další osobní informace) z webových stránek nebo z diskusních fór a poté na ně rozesílají zprávy definované jejich provozovateli.
K oblíbené taktice botů patří zakládání tisíců e-mailových účtů na freemailových serverech, ze kterých masově rozesílají nevyžádané e-maily. Jedním ze způsobů, jak zabránit těmto programům v automatickém logování k freemailům i k dalším službám, a tím i v šíření spamu je používání programů typu captcha.
Název captcha vznikl zkrácením anglického výrazu completely automatic public Turing test to tell computers and humans apart (plně automatizovaný veřejný Turingův test k rozpoznání počítačů od lidí) a skrývá se pod ním program, který dokáže vytvářet testy různé obtížnosti, které člověk hravě vyřeší, avšak pro počítač představují vážný problém. (Mimochodem: Výslovnost zkratky captcha má blízko k fonetické podobě anglického slova capture, jež lze přeložit jako dopadnout či chytit).

Funkce testů
Výše zmíněné testy obsahují například softwarem přesně deformovaná slova, obrazce překryté jinými obrazci nebo audioklipy se zvuky v pozadí. Uživatel pak musí rozpoznat, co na obrázku (nebo ve zvukové nahrávce) je, a správnou odpověď vyplnit do připraveného boxu.
Pokud je takový program kupříkladu součástí procedury zakládání e-mailového účtu, je pak poměrně jednoduché určit, zda o registraci žádá člověk, nebo program.
„Zrakové ústrojí člověka a veškeré naše zkušenosti se čtením nám umožňují číst taková vyobrazení textu, jaká vizuální systémy počítačů prostě přečíst nedokážou,“ vysvětluje Henry Baird, vedoucí vědecký pracovník výzkumného střediska Palo Alto Research Center (PARC) z Kalifornie.

Ohlédnutí
Myšlenka využít programů typu captcha k zamezení automatickému logování prostřednictvím registračních služeb a šíření spamu na internetu se poprvé objevila v roce 1997. Skupina výzkumných pracovníků z někdejší Digital Equipment Corporation se tehdy snažila přijít na způsob, jak se vypořádat s boty, kteří se pokoušeli ovlivnit řazení některých webových stránek v katalozích firemního vyhledávače AltaVista. Vědci z této společnosti vyvinuli a patentovali test založený na metodě rozpoznávání znaků — díky němu se během přihlašování k vyhledávači podařilo vyřadil nežádoucí „digitální uživatele“.
V září roku 2000 se na žádost společnosti Yahoo započalo s vývojem obdobných programů rovněž na katedře počítačové vědy na Carnegie Mellon University v Pittsburghu.
Také společnost Yahoo se podobně jako AltaVista potýkala s problémem těchto nežádoucích programů, které se snažily pronikat do diskusních fór a nelegálně propagovat různé výrobky, potají získávat osobní informace a rozesílat uživatelům nevyžádané e-maily. „Chtěli jsme vytvořit program, který by dokázal rozpoznat boty od lidí. Program měl sloužit jako jakási hlídka, avšak sám nesměl být schopen projít testem, který zadává,“ vysvětluje Manuel Blum, profesor počítačových věd na Carnegie Mellon University.
Výsledkem výzkumu byl Gimpy, program založený na principu captcha. Tento bezpečnostní systém obsahoval sedm náhodně vybraných slov ze slovníku o celkovém počtu 850 výrazů, které následně pomocí softwaru zdeformoval a překryl změtí jiných znaků. Ke zvládnutí testu bylo nutné správně identifikovat alespoň tři ze zdeformovaných slov.
Jednodušší jednoslovnou verzi systému Gimpy s názvem E-Z Gimpy používá nyní vyhledávač Yahoo k tomu, aby během registrační procedury vyřadil z přístupu stroje.

Vývoj jde dál
Také výzkumní pracovníci na univerzitě v Hongkongu v současné době pracují na vývoji podobného programu. Ten jejich však pracuje s audioinformací — hlas čtoucí náhodná čísla a písmena překrývá změtí zvuků.
Výzkumné středisko PARC využívá metodu založenou na optickém rozpoznávání znaků (Optical Character Recognition, OCR) k vytváření programů, které jsou naopak schopny výstupy programů typu captcha dešifrovat. Výzkum vedl k tomu, že z kvantitativního hlediska si nyní vědci dovedou představit, za jakých okolností OCR selhává. Programy schopné překonat bezpečnostní systémy captcha mohou být přínosem při vývoji počítačů, které budou mít podle vědců mnohem lepší schopnost rozpoznávat znaky.
Programy captcha střediska PARC s názvem Baffle Text („matoucí text“) vycházejí ze slov, která byla pokroucena a zdeformována do té míry, že je ani ta nejlepší počítačová vizuální technologie není schopna dešifrovat, ačkoli pro člověka je to snadné.
„Přestavte si slovo, které právě napadl žralok. Písmena budou různě okousaná a zdeformovaná. Pokud systém přesně naprogramujete, písmena budou oproti originálu zkreslena do značné míry. To, co z původního slova zbývá, však člověku přesto stačí k tomu, aby jej okamžitě identifikoval,“ říká Baird.
Henry Baird navíc dodává, že ačkoli by programy typu captcha mohly být užitečné při pokusech vypořádat se s nežádoucími boty i spamem, snaha o jejich překonání může z dlouhodobého hlediska sehrát mnohem důležitější úlohu.
Jsou totiž zajímavou výzvou umělé inteligenci a komunitám zabývajícím se vizuálními systémy počítačů. Výzkumné programy, které usilují o jejich dešifrování, by mohly být v těchto oblastech obrovským přínosem.
Jak vysvětluje Jitendra Malik, specialista na počítačové vizuální systémy z Kalifornské univerzity v Berkeley, jsou tyto bezpečnostní systémy vytvořeny tak, aby překonaly i ty nejlepší počítačové vizuální technologie, které jsou v současné době k dispozici. Proto jakýkoliv program, který by je dokázal dešifrovat, přispěje k rozvoji těchto technologií.

Různé potíže
Vývoj programů captcha staví vědce před množství podobně složitých jevů, jaké se vyskytují v reálném světě, avšak s poněkud větší možností ověření. „Zjistili jsme například, s jakým druhem zvuků v pozadí má program při dešifrování potíže, a s čím si naopak snadno poradí,“ vysvětluje Malik.
„Počítačové vizuální systémy se často pokoušejí identifikovat objekt na pozadí změti znaků. Je to podobný problém, jako když se software snaží rozpoznat tvář v davu anebo jeden určitý kus nábytku v místnosti přeplněné jiným nábytkem, a to bez ohledu na osvětlení, kontrast a další vnější okolnosti,“ popisuje situaci Malik.
Malik sám napsal programy, které překonaly obě verze systému Gimpy. To mu pomohlo přijít na to, jak se vypořádat s rušivými elementy, které překrývají vizuální obraz. Podle jeho slov se dá očekávat, že tento výzkum povede k prudkému pokroku v oblasti počítačových vizuálních technologií.
Jak poznamenává Henry Baird, podobným záměrem je veden také výzkum střediska PARC. „Z kvantitativního hlediska budeme přesně vědět, za jakých okolností systém vidění počítačů selhává, a budeme pak schopni tyto poznatky využít k vytváření dokonalejších vizuálních technologií,“ dodává.

Článek byl převzat z tištěného Computerworldu.

autor JAIKUMAR VIJAYAN