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I CAPTCHA funzionano fornendo informazioni a un utente per l'interpretazione. I CAPTCHA tradizionali fornivano lettere e numeri distorti o sovrapposti che un utente deve quindi inviare tramite un campo modulo. La distorsione delle lettere ha reso difficile per i robot interpretare il testo e ha impedito l'accesso fino a quando i caratteri non sono stati verificati.
Questo tipo di CAPTCHA si basa sulla capacità di un essere umano di generalizzare e riconoscere nuovi modelli basati su esperienze passate variabili. Al contrario, i bot spesso possono solo seguire schemi prestabiliti o inserire caratteri casuali. Questa limitazione rende improbabile che i bot indovinino correttamente la giusta combinazione.
Da quando è stato introdotto CAPTCHA, sono stati sviluppati bot che utilizzano l'apprendimento automatico. Questi bot sono in grado di identificare meglio i CAPTCHA tradizionali con algoritmi addestrati al riconoscimento di pattern. A causa di questo sviluppo, i metodi CAPTCHA più recenti si basano su test più complessi. Ad esempio, reCAPTCHA richiede di fare clic in un'area specifica e di attendere fino allo scadere di un timer.