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Sábado, 16 de febrero de 2013

ALAN TURING Y LA CRIPTOGRAFIA: DE LA MAQUINA ENIGMA AL CAPTCHA

El hombre que separó a las personas de las máquinas

En 2012 se cumplieron 100 años del nacimiento de Alan Turing, uno de los matemáticos más brillantes del siglo XX. Aunque es poco conocido por el gran público, fue uno de los precursores de la computación e hizo un aporte decisivo en la victoria aliada en la Segunda Guerra Mundial. Y planteó un problema que hoy tiene completa vigencia.

 Por Claudio H. Sanchez

En 1950, la revista británica Mind publicó un artículo de Turing titulado “Máquinas computadoras e inteligencia”. Es un artículo bastante largo y complejo en el que, básicamente, el autor plantea el problema de si las máquinas pueden pensar o no.

Turing analiza distintos argumentos en contra: que una máquina sólo puede hacer aquello para lo que fue construida, que el pensamiento proviene del alma y que el alma sólo puede otorgarla Dios o que sería terrible que las máquinas pensaran porque eso borraría toda diferencia con el hombre (lo que Turing llama “objeción del avestruz”).

Pero lo más interesante del artículo es que Turing ofrece lo que, para él, es un criterio objetivo y contundente para decidir la cuestión: el juego de imitación.

En principio, en el juego participan un hombre, una mujer y un preguntador (que puede ser indistintamente hombre o mujer). Este preguntador interroga a los otros dos participantes, comunicándose con ellos en forma escrita, sin poder verlos ni escuchar su voz. De las respuestas dadas por estos dos participantes el preguntador debe deducir cuál de ellos es la mujer. ¿Puede el preguntador lograr su objetivo si, por ejemplo, el hombre responde las preguntas como se supone que lo haría una mujer?

En la versión de Turing del juego (ahora conocido como “Test de Turing”) el hombre o la mujer son reemplazados por una computadora, suficientemente poderosa como para interpretar las preguntas y responderlas. ¿Puede el preguntador, en estas condiciones, saber cuándo está comunicándose con la persona y cuándo con la computadora?

Lo inteligente de este planteo es que quita del medio los aspectos emotivos del problema. Cuestiones tales como si una máquina puede enojarse, enamorarse o estar triste, son irrelevantes para Turing porque una persona también puede mostrarse enojada, enamorada o triste y, sin embargo, estar fingiendo. De modo que nada de eso distingue realmente a las máquinas de las personas. Desde el punto de vista de Turing, decimos que una máquina piensa cuando nos hace creer que lo está haciendo.

BREVE BIOGRAFIA DE UN GENIO

Alan Mathison Turing nació en Londres en 1912 y pasó sus primeros años con extraños y estudiando en internados, mientras sus padres, funcionarios coloniales, vivían en la India. No se sabe cómo influyó en Turing el pasar la infancia lejos de sus padres. En cualquier caso, no tuvo una vida fácil. Como Oscar Wilde, era brillante, rebelde y homosexual, tres características que la sociedad de su tiempo no toleraba fácilmente.

En la escuela secundaria comenzó a interesarse en las matemáticas y en la criptografía. En 1931 ganó una beca para estudiar en Cambridge, donde desarrolló algunos de los principales conceptos teóricos de la todavía incipiente ciencia de la computación y concibió una computadora teórica hoy conocida como Máquina de Turing.

Durante la Segunda Guerra Mundial, Turing se unió al equipo encargado de descifrar los mensajes enemigos, que Alemania codificaba con la máquina Enigma. Aplicando los principios de la máquina de Turing, diseñaron una computadora descifradora llamada Colossus, que permitió conocer las posiciones de los submarinos alemanes y neutralizar sus ataques a los buques británicos. Esto fue vital para el desarrollo de la guerra en favor de los aliados.

Luego de la guerra, Turing siguió trabajando en el desarrollo de computadoras digitales y sus programas, y publicó su artículo sobre computadoras e inteligencia.

Turing no llegó a ver cómo la línea que separa la inteligencia natural de la artificial se hacía cada vez más delgada. En 1952 denunció a su amante por robo, con lo que hizo pública su condición homosexual. Turing fue arrestado por “indecencia grave” y, aunque obtuvo la libertad condicional, debió someterse a un “tratamiento” con drogas que lo afectaron psíquica y físicamente. En 1954 se suicidó con una manzana impregnada con cianuro.

¿ES USTED UN ROBOT?

El artículo de Turing sobre cómo distinguir las personas de las máquinas puede parecer demasiado teórico y hasta filosófico. Sin embargo, la cuestión tiene completa vigencia en un problema práctico muy actual. Ciertas páginas de Internet, como blogs y foros de discusión, reciben continuamente mensajes masivos con publicidad no deseada enviados en forma automática por programas escritos para tal fin. Los administradores de esas páginas tuvieron que inventar formas de detectar cuándo esos mensajes están enviados por programas y distinguirlos de los mensajes válidos enviados por personas de carne y hueso. Es decir, tuvieron que resolver el mismo problema planteado por Turing.

Este problema ha sido resuelto de una manera que, seguramente, Turing no imaginó. Se trata de los captcha, esos textos deformados que aparecen cuando queremos dejar un mensaje en un blog o un foro y que nosotros debemos trascribir.

Captcha es una deformación de la palabra inglesa capture (capturar) y, al mismo tiempo, la sigla correspondiente a Completely Automated Public Turing test to tell Computers and Humans Apart. Es decir, “Test de Turing público y completamente automático para distinguir entre computadoras y humanos”. Para que no haya duda sobre su función, muchas veces aparecen acompañados de un mensaje que dice “demuestre que usted no es un robot”, o algo parecido, ya que se supone que un robot no podrá reconocer esos textos.

Las técnicas para generar un captcha son varias. Las más simples consisten en distorsionar un texto, como si se lo mirara a través de un cristal irregular. Las letras conservan una forma básica, reconocible por una persona pero no por un programa. A veces se agregan líneas que cruzan el texto para confundir más el programa. También pueden usarse distintos colores o pegar las letras unas a otras para evitar que el programa las analice por separado y las reconozca.

Otros captcha están basados en enfoques totalmente distintos. Por ejemplo, algunos plantean cálculos matemáticos, como “cuánto es siete más dos” para que el humano escriba la respuesta (“nueve”). O muestran distintas imágenes y proponen “haga clic sobre el dibujo del avión”.

Mientras se desarrollan distintos tipos de captcha, al mismo tiempo se perfeccionan los programas de reconocimiento de imágenes capaces de descifrarlos. Por el momento, podemos decir que el problema de Turing está resuelto. Por el momento.

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ESCULTURA DE ALAN TURING EN EL CENTRO NACIONAL DE CODIGOS EN BLETCHLEY PARK.
Imagen: Jon Callas (cc by)
 
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