Что касается каптчи, то я думаю, что для защиты от ботов лучше использовать несколько алгоритмов и время от времени изменять их, как сделано на webmoney. По крайней мере боты отпадут.
Ну а если голосование серьёзное (выборы например

), без регистрации никак. Отпадают и IP и куки.
Например, на сайте csmon.ru я за свой сервер набивал по 50 голосов в день (ручками), мне этого хватало для пребывания в топе, пока они снова не обнулят голоса. Дк там ip+cookie+каптча
