По какому принципу работает такая Captcha?
Если вкратце - используется анализ движения мышки и машинное обучение. 
Определяются некие паттерны поведения пользователя-человека, и если есть сомнения (это определяет алгоритм машинного обучения) - то капча усложняется (далее предлагается выбор дорожных знаков, витрин магазинов и прочее)
Какие именно паттерны поведения анализируются - гугл не раскрывает.
Ну гугловская капча без доп проверки пропустит если 
а) недавно ты уже проходил несколько раз успешно капчу
б) активно пользуешься сервисами гугла
+ еще 100500 алгоритмов и анализа. 
Аналогично с капчей на Али, вероятно там в основе всего идет анализ движения мыши во время свайпа.