我們在使用網際網路的過程中，可以看到網站往往會通過驗證碼來辨別用戶是否是機器人，驗證碼實際上就是人類和計算機的一場戰爭。但有時候你會發現，驗證碼也是讓人感到十分無奈。驗證碼嚴重扭曲到不能通過人眼來識別，有的太過於花樣，驗證碼隱藏太深，看起來卻十分的吃力。
隨著電腦信息技術的飛速發展，有效圖像識別技術已經被開發出來，但目前大部分網站使用的文本驗證碼還是有用的。尖端的圖像識別技術需要花費大量時間金錢成本，黑客們是不會用它們來破解你的博客、窺探你中午打算吃什麼的。只有那些涉及機密、金錢利益的網站，比如網上銀行、購物網站等受到了較大的威脅。為了防止財產損失，這些網站紛紛推出了各種進化版的驗證碼。主流的驗證碼都是靜態圖片，有些網站推出了動態的驗證碼，令機器人很難捕捉，同時動畫效果能夠增加網頁的美觀程度。很多大型的購物網站要求發送手機簡訊驗證碼，確保操作用戶是本人。又或者是問用戶一個常識性的問題，比如「牛奶和汽油哪個可以喝?」——總之就是一些機器不會、但是人類可以輕易做到的事。
12306購票網站曾經因為更換了一種「超難」的圖形驗證碼而在各媒體報紙上大出風頭。大家都知道，節日期間的火車票很難買，而眾多搶票軟體更是火上澆油，令網絡購票變得更加艱難、混亂。為了攔截住那些違反公平的搶票軟體，12306網站推出了這種讓人大呼「坑爹」的驗證碼系統：系統要求想買票的用戶在一堆圖片裡找出目標物體，比如便利貼、漢堡、玉米等常見事物，雖然很多人在不習慣的情況下覺得有點難，但這對於想鑽空子的機器程序來說，更是難如上青天。
驗證碼也很年輕
一開始，網絡上是沒有驗證碼的。那時想要在論壇上發帖，只需輕輕敲一下回車鍵。然而，那個時代卻沒有大家以為的那麼平靜，當時的黑客也十分猖狂：他們編寫了一種能夠大量、重複編寫信息的程序，偽裝成人類用戶，肆無忌憚地朝網絡上傾倒大量的、無意義的「殭屍」信息，垃圾郵件、垃圾廣告、垃圾評論到處亂飛。論壇被灌水，有用的信息很快會被淹沒，很多網站的正常運營遭到破壞。除此之外，還有數之不盡的程序機器人使用不斷嘗試的方法惡意破解密碼、惡意刷票，從中獲取非法的利益。強而有力的程序機器人如同霸王龍一樣橫行霸道，網絡世界一片狼藉，眼看著就要失控了。
其中，受影響最大的當屬電子郵件的提供商：他們的用戶每天收到數以百計的垃圾郵件轟炸，嚴重地影響了正常的工作;更要命的是，這些垃圾郵件還是用他們的免費郵箱發出的。他們不可能一一審查郵件，因為那既不尊重隱私，工作量也太大。難道就沒有任何手段約束程序機器人了嗎?當時最有實力的郵件提供商Yahoo(雅虎)公司決定下狠勁改善這個問題。很快，雅虎的負責人聯繫到了當時卡內基梅隴大學一位21歲的學生，他叫路易斯·馮·安(Luis von Ahn)。
路易斯是一個計算機天才，17歲進入卡內基梅隴大學，在大學時期，他憑藉良好的表現獲得了導師曼紐爾·布魯姆(Manuel Blum)的賞識，他的傲人履歷也很可能是雅虎向他伸出橄欖枝的原因。
在研究過程序機器人的「工作手法」之後，他給出了一個獨特的方案：在用戶進行操作之前，就將那些機器人從正常用戶裡揪出來。大家都知道圖靈測試的目的是將機器偽造成人類，而路易斯的方案就是「反」過來：通過簡單的方法將試圖偽裝成人類的程序機器人鑑定出來。
好了，現在大家來想想，有什麼是人類能夠輕易做到，而機器不可能的呢?
數學題?機器做得比人類出色多了;
寫一篇洋洋灑灑保證書保證「我是人類」?機器絕對寫得又快又好;
畫一幅畫?拜託，誰有空每次在論壇發一次貼就畫一次畫?而且說真的，機器畫畫也絕對比人類強;
曬出自己和電腦屏幕上的信息合影的照片?哪有那麼多工作人員有空一個個審核呢。
路易斯發現，人類可以用肉眼很輕易地識別圖片裡的文字信息，而機器就不能。當時的計算機辨識技術還很落後，對於那些鑲嵌在圖片中的、被扭曲過、汙染過的文字無法辨識，而人類只需要稍稍皺眉就可以識別出來。路易斯在導師布魯姆的幫助下很快設計了一個程序，它先是產生一個隨機的字符串，比如smwm，然後對這串字符進行隨機的扭曲、重疊、汙染，再顯示給要進行操作的用戶。只要能夠識別這個變形了的smwm的，就是人類。
這個設計方案後來被命名為「CAPTCHA」，這是「Completely Automated Public Turing test to tell Computers and Humans Apart」首字母的縮寫，意思是「全自動區分計算機和人類的圖靈測試」，雖然看上去很誇張，但實際上還是挺簡單易懂的。它的中文譯名就是大家熟知的「驗證碼」啦。
人人都來當校對
21歲的路易斯·馮·安發明了驗證碼後真是名利雙收，但他享受了掌聲和鮮花後冷靜了下來，為一件「小事」感到耿耿於懷：全世界的網民每天要輸入驗證碼接近2億次，假設每次花費10秒，那麼算下來每天要花費50萬小時。這個時間如果能利用起來，那將會有多大的力量啊。
路易斯將目光投向了舊書攤。資訊時代來臨之際，很多古舊的書籍報紙需要整理成電子版，但是電腦掃描辨識時常常出錯，因為這些舊資料常常不可避免地有著字跡模糊、褪色、汙損的情況。路易斯比任何人都清楚電腦在辨識文字上有多笨拙。唯一的方法是人工核對。但這樣的工作顯然不是一個人或者一個公司可以勝任的，為什麼不讓網民們來幫忙呢?
說幹就幹的路易斯很快開工了：他掃描了一些過期的舊報紙，將掃描得到的圖片在計算機的分析下拆開成單詞片段，再將這些單詞作為驗證碼發送給用戶。有人要問了，先前的那些驗證碼，系統是知道答案的，但這些書籍拆下來的單詞，系統自己也搞不清楚答案，那怎麼知道用戶的判斷結果對不對呢?
路易斯用一貫簡潔優美的思路解決了這個問題，並將它起名為reCAPTCHA(意思是「二次驗證碼」)：他讓用戶一次性辨識兩個單詞，其中一個是系統生成的真正的驗證碼，另外一個是從舊報紙上截下來的單詞。如果用戶輸對了第一個驗證碼，那麼輸對第二個單詞的機率也很高。
看了上面這個圖，大家是不是感覺到了一點不妥呢?沒錯，掃描出來的圖片和真正的驗證碼長得那麼不像，reCHAPTCHA這個項目又人所皆知，用戶一眼就能看出來右邊那個「345」是假的驗證碼。很多認真的用戶會樂意為辨識古書籍獻出一份力，但並不是每個人都那麼樂於助人，那些愛搗蛋的用戶很可能會故意輸入錯誤的單詞。
為了防止惡意搗亂、提高答案的可信程度，路易斯後來還要對兩個驗證碼進行加工，讓它們成為「孿生子」：下面左邊的這個morning，就是從舊報紙裡截取出來的，是不是跟右邊的overlooks長得很像呢?如果用戶分不清那個是真驗證碼，哪個是「假驗證碼」，他們會更配合工作。路易斯還將同一個未知的單詞輸送給多個用戶，如果所有用戶辨識的結果一致，都是「morning」，那麼就認為這個單詞被「搞掂」了。
用這一個方法，在短短幾個月時間內，路易斯讓網民們幫忙完成了紐約時代130年來所有舊報紙的存檔電子化——這原本可是個讓人望而生畏的大工程啊。reCAPTCHA很快被Google收購，現在已經成為了Google旗下的一項免費服務：任何人都可以申請將reCAPTCHA用在自己的網站上，你不僅可以為你的網站建立一個防止垃圾信息的堡壘，還讓你的用戶們得以參與到完善人類電子圖書館的豐功偉業中來。