Reliable Image-Text Fusion CAPTCHA to Improve User-Friendliness and Efficiency

In Web registration pages and online polling applications, CAPTCHA(Completely Automated Public Turing Test To Tell Computers and Human Apart) is used for distinguishing human users from automated programs. Text-based CAPTCHAs have been widely used in many popular Web sites in which distorted text is used. However, because the advanced optical character recognition techniques can recognize the distorted texts, the reliability becomes low. Image-based CAPTCHAs have been proposed to improve the reliability of the text-based CAPTCHAs. However, these systems also are known as having some drawbacks. First, some image-based CAPTCHA systems with small number of image files in their image dictionary is not so reliable since attacker can recognize images by repeated executions of machine learning programs. Second, users may feel uncomfortable since they have to try CAPTCHA tests repeatedly when they fail to input a correct keyword. Third, some image-base CAPTCHAs require high communication cost since they should send several image files for one CAPTCHA. To solve these problems of image-based CAPTCHA, this paper proposes a new CAPTCHA based on both image and text. In this system, an image and keywords are integrated into one CAPTCHA image to give user a hint for the answer keyword. The proposed CAPTCHA can help users to input easily the answer keyword with the hint in the fused image. Also, the proposed system can reduce the communication costs since it uses only a fused image file for one CAPTCHA. To improve the reliability of the image-text fusion CAPTCHA, we also propose a dynamic building method of large image dictionary from gathering huge amount of images from theinternet with filtering phase for preserving the correctness of CAPTCHA images. In this paper, we proved that the proposed image-text fusion CAPTCHA provides users more convenience and high reliability than the image-based CAPTCHA through experiments.

사용자 편의성과 효율성을 증진하기 위한 신뢰도 높은 이미지-텍스트 융합 CAPTCHA

웹 서비스 신청 단계에서 신청자가 실제 인간 사용자임을 확인하기 위해 사용되는 텍스트 기반 캡차(text-based CAPTCHA)의 변형된 문자를 광학문자인식 기술로 파악하는 것이 가능하기에 캡차의 신뢰성이 떨어지는 문제가 발생하고 있다. 이 문제를 해결하기 위해 제안되었던 기존의 이미지 기반 캡차(image-based CAPTCHA)에서도 여러 문제점이 존재한다. 인공지능 프로그램을 사용하여 시스템이 보유하고 있는 제한된 수의 이미지 내용을 파악함으로써 신뢰도가 떨어지는 문제가 발생할 수 있으며, 제공된 이미지에 대해 사용자가 다른 유사한 단어를 입력하는 경우에는 오답으로 판정되어 반복적으로 캡차를 시도해야 하는 불편함이 발생 할 수 있으며 또한, 사용자에게 캡차 문제를 제공하기 위해 여러 이미지 파일을 전송해야 하기에 전송 비용의 비효율성 문제가 존재한다. 이러한 기존 이미지 기반 캡차의 문제점들을 해결하기 위해 본 논문에서는 이미지와 관련 키워드 일부를 융합하여 제공하는 이미지-텍스트 융합 캡차를 제안하였다. 본 논문에서 제안한 이미지-텍스트 융합 캡차에서는 이미지와 관련된 단어의 일부분을 힌트로 활용하여 쉽게 정답을 입력할 수 있도록 사용자 편리성을 제공하며 이미지와 텍스트를 한 이미지 파일 내에 융합시켰기 때문에 전송 비용을 절약하여 효율성을 증진할 수 있다. 또한, 캡차 시스템의 신뢰성 증진을 위해 인터넷 검색으로 캡차용 이미지를 대량으로 수집하도록 하였으며 수집되는 캡차 이미지의 정확성을 유지하기 위해 필터링 과정을 거치도록 하였다. 또한, 본 논문에서는 실제 실험을 통해 제안된 이미지-텍스트 융합 캡차가 기존 이미지 기반 캡차보다 사용자에게 편리하고 신뢰성이 증진될 수 있음을 입증하였다.