Mustan laatikon ja valkoisen laatikon testaus: ohjelmistotestauksen terminologia

Testausta käsittelevän pääartikkelimme ”Ohjelmistotestaus: menetelmät, sudenkuopat ja vinkit” jatkoksi haluaisimme tarkastella joitakin termejä ja testausmenetelmiä syvällisemmin.
Tänään keskitymme termeihin ”black box -testaus” ja ”white box -testaus”.
Molemmilla lähestymistavoilla on tärkeä rooli ohjelmistojen laadunvarmistuksessa, mutta ne eroavat toisistaan olennaisesti menetelmiensä ja näkökulmiensa osalta.
Tiivistetään lyhyesti: Mitä on mustan laatikon testaus? Mustalaatikkotestaus, joka tunnetaan myös nimellä toiminnallinen testaus, on testausmenetelmä, jossa testattavan sovelluksen sisäistä rakennetta tai toimintamekanismia ei tunneta – toisin sanoen kyseessä on ”musta laatikko”, jonka sisältöä ei tunneta.
Mustan laatikon testauksessa testaajat keskittyvät yksinomaan syötteeseen ja odotettuun tuotokseen tietämättä, miten sovellus käsittelee näitä tuloksia sisäisesti.
Päätavoitteena on löytää toiminnallisia virheitä, käyttöliittymävirheitä, tietoturva-aukkoja ja virheitä tietorakenteissa tai ulkoisissa tietokantayhteyksissä, jotka voivat heikentää toiminnallisuutta. Mustan laatikon testauksen edut:

• Koodia ei tarvitse tuntea: Testaajilla ei tarvitse olla ohjelmointitaitoja eikä heidän tarvitse ymmärtää sisäistä koodia.
• Testaus käyttäjän näkökulmasta: Tämä lähestymistapa simuloi käyttäjän käyttäytymistä ja kokemuksia, mikä auttaa tunnistamaan olennaiset virheet.

Mustan laatikon testauksen haitat:

• Rajoitettu kattavuus: Koska testaajat eivät tiedä, mitä sisäisesti tapahtuu, osa koodista voi jäädä testaamatta.
• Mahdollisesti tehoton: Ilman sisäisen logiikan tuntemusta testit voivat olla tarpeettomia tai riittämättömiä monimutkaisten toimintojen osalta.

Mitä on whitebox-testaus? Sen sijaan whitebox-testaus, joka tunnetaan myös rakenteellisena testauksena tai lasilaatikkotestauksena, perustuu testattavan koodin sisäisten rakenteiden tuntemukseen.
Testaajat käyttävät esimerkiksi koodin tuntemustaan suunnitellessaan testejä, jotka kattavat ohjelman tietyt osat, kuten silmukat, haarautumat ja sisäisen koodin.
Tavoitteena on varmistaa, että kaikki koodin läpi kulkevat reitit testataan piilovikojen paljastamiseksi. Whitebox-testauksen edut:

• Perusteellinen testikattavuus: Mahdollistaa kaikkien koodin polkujen, päätösten ja silmukoiden testaamisen.
• Suurempi tehokkuus: Toisin kuin mustalaatikkotestauksessa, testaajat voivat erityisesti tunnistaa koodin heikot kohdat ja keskittyä niihin.

Valkoisen laatikon testauksen haitat:

• Vaatii korkeatasoista asiantuntemusta: testaajilla on oltava laaja tietämys ohjelmoinnista ja sovellussuunnittelusta, jotta he voivat suorittaa whitebox-testauksen oikein.
• Aikaa vievää: Se voi olla hyvin aikaa vievää, mutta se palkitaan myös erittäin laadukkailla testituloksilla.

Milloin mitä testausmuotoa käytetään? Valinta whitebox- ja blackbox-testauksen välillä riippuu useista tekijöistä, kuten kehitysprosessin vaiheesta, projektityypistä, testauksen erityistavoitteista ja käytettävissä olevista resursseista.
Esimerkiksi mustalaatikkotestaus soveltuu erityisen hyvin kehityksen alkuvaiheessa, kun tavoitteena on tarkistaa vaatimukset ja toiminnallisuus loppukäyttäjän näkökulmasta syventymättä koodin monimutkaisuuteen.
Se sopii erinomaisesti hyväksymistestaukseen sekä käyttöliittymän ja liiketoimintalogiikan validointiin.
Toisaalta whitebox-testaus on suositeltavampaa silloin, kun tarvitaan koodin syvällistä teknistä tarkastelua, kuten tietoturvatarkastusta ja suorituskyvyn optimointia.
Se on erityisen arvokasta kehityksen tai ylläpidon myöhemmissä vaiheissa, kun koodiin tehdään muutoksia ja on tärkeää varmistaa, ettei siihen ole tullut uusia virheitä.
Lisäksi whitebox-testaus on olennaisen tärkeää koodin kattavuuden tarkistamisessa, jotta voidaan varmistaa, että kaikki koodin haarat ja polut suoritetaan testausprosessin aikana.
Mustalaatikkotestaus ei kuitenkaan välttämättä sovellu yhtä hyvin skenaarioihin, joissa turvallisuuden kannalta kriittisten tai monimutkaisten teknisten ongelmien tunnistamiseksi tarvitaan syvällistä ymmärrystä ohjelmiston sisäisestä toiminnasta.
Vastaavasti whitebox-testausta ei ehkä ole paras vaihtoehto hankkeissa, joissa ei ole riittävästi teknisiä resursseja tai joissa testaajilla ei ole pääsyä lähdekoodiin.
Monissa tapauksissa mustalaatikko- ja valkolaatikkotestaus täydentävät toisiaan tarkastelemalla ohjelmiston laadun eri näkökulmia ja tasoja.
Tehokkain testausstrategia, joka mahdollistaa ohjelmiston kattavan arvioinnin ja varmistaa sekä käyttäjäkokemuksen että teknisen eheyden, on siis usein molempien lähestymistapojen yhdistelmä.