Ευχρηστία ιστοτόπων: Μοντελοποίηση της αλληλεπίδρασης του χρήστη με στοιχεία CAPTCHA
Creators: name: Φωτιάδου, Χρυσή Παναγιώτη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2022
Subjects: Ευχρηστία Ιστοτόπων
Στοιχεία CAPTCHA
Μοντελοποίηση χρήστη με στοιχεία CAPTCHA
Website Usability
CAPTCHA fields
Modeling user interaction with CAPTCHA fields

description: Ολοένα και περισσότερες διαδικτυακές φόρμες χρησιμοποιούν πεδία CAPTCHA (Completely Automated Public Turing test to tell Computers and Humans Apart) ως μηχανισμό ασφαλείας προκειμένου να διαχωρίσουν εάν ο χρήστης τους είναι άνθρωπος ή όχι. Ο σχεδιασμός ενός CAPTCHA πρέπει να λαμβάνει υπόψη και την ευχρηστία, εκτός από την ασφάλεια. Σημαντικό ρόλο στην ευχρηστία των διαδικτυακών φορμών διαδραματίζει η αποδοτικότητα αλληλεπίδρασης του ανθρώπου με τις διαδικτυακές φόρμες. Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της αποδοτικότητας αλληλεπίδρασης με ένα CAPTCHA όσον αφορά το χρόνο επίλυσής του. Μελετάται η καταλληλότητα χρήσης του μοντέλου KLM για τη μοντελοποίηση της συμπλήρωσης διαδικτυακών φορμών που περιέχουν CAPTCHA. Το KLM παρέχει μία ακριβή εκτίμηση του χρόνου αλληλεπίδρασης ενός έμπειρου και αλάνθαστου χρήστη με ένα διαδραστικό σύστημα. Αρχικά, έγινε επιλογή πέντε ειδών CAPTCHA, τριών ειδών που βασίζονται στο κείμενο με γράμματα, αριθμούς ή μαθηματική έκφραση, και δύο ειδών που βασίζονται στην εικόνα με επιλογή μίας ή τριών σωστών εικόνων για τη λύση τους. Στη συνέχεια, υλοποιήθηκαν πέντε φόρμες με τα επιλεγμένα CAPTCHA. Οι φόρμες διέφεραν μόνο στο CAPTCHA που χρησιμοποιούσαν. Έπειτα, πραγματοποιήθηκε μια μελέτη με 131 συμμετέχοντες, οι οποίοι αλληλεπίδρασαν με τις φόρμες και καταγράφηκε ο χρόνος της 10ης επιτυχημένης προσπάθειάς τους σε κάθε τύπο CAPTCHA. Χρησιμοποιήθηκε η 10η επιτυχημένη προσπάθεια των χρηστών προκειμένου να συγκριθεί με το χρόνο που προβλέπει το μοντέλο KLM, το οποίο κάνει την παραδοχή του έμπειρου και αλάνθαστου χρήστη. Οι συμμετέχοντες συμπλήρωσαν επίσης ένα ερωτηματολόγιο μέσω του οποίου καταγράφηκε το φύλο, η ηλικία, το επίπεδο Αγγλικών, η εμπειρία χρήσης υπολογιστικών συστημάτων, η εμπειρία τους με τα CAPTCHA και το σκορ UMUX-Lite για κάθε τύπο CAPTCHA. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το KLM αποδείχτηκε κατάλληλο για τη μοντελοποίηση των CAPTCHA. Η μεγαλύτερη ακρίβεια στις προβλέψεις του μοντέλου παρατηρήθηκε όταν έγινε χρήση κατάλληλης τιμής στον τελεστή διανοητικής προετοιμασίας M και του Νόμου του Fitts για τον τελεστή P. Επιπρόσθετα, διερευνήθηκε η επίδραση του τύπου CAPTCHA στο χρόνο συμπλήρωσής του. Οι χρήστες συμπλήρωσαν στατιστικά σημαντικά ταχύτερα αυτό που βασιζόταν σε μαθηματική πράξη. Ακόμη, προέκυψε ότι το φύλο και η εμπειρία χρήσης υπολογιστικών συστημάτων έχει στατιστικά σημαντική επίδραση μόνο στο CAPTCHA με αριθμούς. Επίσης, το επίπεδο αγγλικών δε βρέθηκε να επηρεάζει την αποδοτικότητα αλληλεπίδρασης όταν η ερώτηση τίθεται στα Αγγλικά. Ακόμη, δε βρέθηκε επιρροή της πρότερης εμπειρίας των χρηστών με τα CAPTCHA και το ποιο θεωρούν οι ίδιοι ταχύτερο στον χρόνο που μετρήθηκε για τη συμπλήρωση όλων των ειδών CAPTCHA. Τέλος, βρέθηκε ότι υπάρχει στατιστικά σημαντική διαφορά στο σκορ του UMUX-Lite ανάμεσα σε ορισμένα είδη CAPTCHA.
description: Nowadays, many online forms are using CAPTCHA (Completely Automated Public Turing test to tell Computers and Humans Apart) fields as a security mechanism in order to test whether a user is human or not. CAPTCHA design should also take into account usability, apart from security. Interaction efficiency plays an important role in the usability of online forms. The aim of this thesis is to study the interaction efficiency of CAPTCHAs. The suitability of using the KLM model is explored for modeling the completion of web forms with CAPTCHA fields. KLM provides an accurate estimate of an expert user’s interaction time with an interactive system. Firstly, five types of CAPTCHA were selected, three types were text-based using letters, numbers or a mathematical expression, and two types were image-based using one or three images as their solution. Next, five forms were implemented, one per CAPTCHA type. These forms differed only in the type of CAPTCHA used. Subsequently, a user testing study was conducted involving 131 participants who interacted with the web forms and the task time of their 10th successful trial was recorded per CATCHA type. The 10th successful user attempt was used so that a comparison with the time predicted by the KLM model would be fair, given that the KLM models the behavior of experts without errors. Study participants also completed a questionnaire capturing their gender, age, level of English, experience using computer systems, their experience with CAPTCHAs and the UMUX-Lite score per CAPTCHA type. Results show that KLM is suitable for modeling CAPTCHA fields completion. The highest accuracy of the model predictions was observed when appropriate values to the mental preparation operator M and Fitts’s Law for the operator P were used. In addition, this thesis investigated the effect of CAPTCHA type on users’ time for its completion. It was found that users completed the CAPTCHA type based on a mathematical operation significantly faster than the others. In addition, this thesis found that the gender and experience of using computer systems has a statistically significant effect only for the CAPTCHA based on numbers. Moreover, results showed that English knowledge level does not affect interaction efficiency when the question is asked in English. Furthermore, no effect was found for the former experience of users with CAPTCHAs and their self-reported rankings of which one was perceived to be faster in completing. Finally, it was found that there is a significant difference in the UMUX-Lite score between some types of CAPTCHA.