数学之美 系列十七 闪光的不一定是金子 谈谈搜索引擎作-弊问题(Search Engine Anti-SPAM)

自从有了搜索引擎，就有了针对搜索引擎网页排名的作-弊(SPAM)。以至于用户发现在搜索引擎中排名靠前的网页不一定就是高质量的，用句俗话说，闪光的不一定是金子。

搜索引擎的作-弊，虽然方法很多，目的只有一个，就是采用不正当手段提高自己网页的排名。早期最常见的作-弊方法是重复关键词。比如一个卖数码相机的网站，重复地罗列各种数码相机的品牌，如尼康、佳能和柯达等等。为了不让读者看到众多讨厌的关键词，聪明一点的作-弊者常用很小的字体和与背景相同的颜色来掩盖这些关键词。其实，这种做法很容易被搜索引擎发现并纠正。

在有了网页排名(page rank)以后，作-弊者发现一个网页被引用的连接越多，排名就可能越靠前，于是就有了专门卖链接和买链接的生意。比如，有人自己创建成百上千个网站，这些网站上没有实质的内容，只有到他们的客户网站的连接。这种做法比重复关键词要高明得多，但是还是不太难被发现。因为那些所谓帮别人提高排名的网站，为了维持生意需要大量地卖链接，所以很容易露马脚。（这就如同造假钞票，当某一种假钞票的流通量相当大以后，就容易找到根源了。）再以后，又有了形形色色的作-弊方式，我们就不在这里一一赘述了。

几年前，我加入Google做的第一件事就是消除网络作-弊。在Google最早发现搜索引擎作-弊的是Matt Cutts，他在我加入Google前几个月开始研究这个问题，后来，辛格，马丁和我先后加入进来。我们经过几个月的努力，清除了一半的作-弊者。(当然，以后抓作-弊的效率就不会有这么高了。）其中一部分网站从此"痛改前非"，但是还是有很多网站换一种作-弊方法继续作-弊，因此，抓作-弊成了一种长期的猫捉老鼠的游戏。虽然至今还没有一个一劳永逸地解决作-弊问题的方法，但是，Google基本做到了对于任何已知的作-弊方法，在一定时间内发现并清除它，从而总是将作-弊的网站的数量控制在一个很小的比例范围。

抓作-弊的方法很像信号处理中的去噪音的办法。学过信息论和有信号处理经验的读者可能知道这么一个事实，我们如果在发动机很吵的汽车里用手机打电话，对方可能听不清；但是如果我们知道了汽车发动机的频率，我们可以加上一个和发动机噪音相反的信号，很容易地消除发动机的噪音，这样，收话人可以完全听不到汽车的噪音。事实上，现在一些高端的手机已经有了这种检测和消除噪音的功能。消除噪音的流程可以概括如下：

在图中，原始的信号混入了噪音，在数学上相当于两个信号做卷积。噪音消除的过程是一个解卷积的过程。这在信号处理中并不是什么难题。因为第一，汽车发动机的频率是固定的，第二，这个频率的噪音重复出现，只要采集几秒钟的信号进行处理就能做到。从广义上讲，只要噪音不是完全随机的、并且前后有相关性，就可以检测到并且消除。（事实上，完全随机不相关的高斯白噪音是很难消除的。）

搜索引擎的作-弊者所作的事，就如同在手机信号中加入了噪音，使得搜索结果的排名完全乱了。但是，这种人为加入的噪音并不难消除，因为作-弊者的方法不可能是随机的（否则就无法提高排名了）。而且，作-弊者也不可能是一天换一种方法，即作-弊方法是时间相关的。因此，搞搜索引擎排名算法的人，可以在搜集一段时间的作-弊信息后，将作-弊者抓出来，还原原有的排名。当然这个过程需要时间，就如同采集汽车发动机噪音需要时间一样，在这段时间内，作-弊者可能会尝到些甜头。因此，有些人看到自己的网站经过所谓的优化（其实是作-弊），排名在短期内靠前了，以为这种所谓的优化是有效的。但是，不久就会发现排名掉下去了很多。这倒不是搜索引擎以前宽容，现在严厉了，而是说明抓作-弊需要一定的时间，以前只是还没有检测到这些作-弊的网站而已。

还要强调一点，Google抓作-弊和恢复网站原有排名的过程完全是自动的(并没有个人的好恶），就如同手机消除噪音是自动的一样。一个网站要想长期排名靠前，就需要把内容做好，同时要和那些作-弊网站划清界限。