ブラックボックステストとは？詳しく解説します

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コラム
ブラックボックステストとは？詳しく解

概要

ここでは、ブラックボックステストについて説明させていただきます。
ブラックボックステストは、ソフトウェアをテストする多くの方法の1つです。このプロセスは通常、自動化されたプログラムによって実行され、内部の仕組みを知らなくてもソフトウェアをテストします。さらに、ブラックボックステストは、ソフトウェアテストにおいて単体テスト、統合テスト、システムテスト、受け入れテストなどあらゆるテストに適用されるため、ソフトウェアテストエンジニアにとってはブラックボックステストの知識は必須と言えるでしょう。
「ブラックボックス」という名前は、初期の科学者が熱を測定するために使用した装置に由来しています。科学者たちは火のそばにブラックボックスを置き、その中の温度を測定しました。彼らはブラックボックスの中で何が起こっているのか知りませんが、それを使って何かがどれだけ熱くなったかを測定することができました。

ソフトウェアのテストでは必然的に複数回の反復が行われ、製品の内外を熟知している必要があります。設計サイクルのいくつかの段階では、ソフトウェアのコードまたは構成の知識が必要になる場合がありますが、他の段階では、入力と出力を調べて、約束どおりに機能するかどうかを確認するだけで済みます。それがブラックボックステストの目的となります。
動作テストとも呼ばれるブラックボックステストは、ソフトウェアをテストする人が実際に構成されているコード、アーキテクチャ、または構成の知識がない場合に使用される方法を指します。ソフトウェアの実行が期待される一連のユースケースまたは要件が与えられる場合がありますが、ソフトウェア設計の内部の仕組みに関しては、テスターはブラックボックスの中に残されます。

ブラックボックステストには大きく分類すると以下の三点となります。
一点目が機能テストです。特定の機能が特定の入力の下で実行されるかどうかをテストします。スモークテスト、サニティテスト、統合テストなどがその例です。機能テストは、アプリケーションが要件を満たしているかどうか、およびそのパフォーマンスを確認するために実行されるソフトウェアテストの一種です。機能テスターは、アプリケーションが正常に動作することを保証する責任があります。さまざまな機能とインターフェースをテストして、期待どおりに機能することを確認します。これには、アプリケーションのバグやその他のエラーを探したり、すべての機能が正しく動作していることを確認したりすることが含まれます。

二点目が非機能テストです。これらの入力の下で特定の機能がどのように実行されるかをテストします(OS の互換性、使いやすさ、応答時間など)。非機能テストは、ユーザーエクスペリエンスに焦点を当てたソフトウェアテストの一種です。システムの機能をテストするのではなく、ユーザーにとってどれだけうまく機能するかをテストします。非機能テストは、製品が特定の基準と要件を満たしていることを確認するために行われます。製品が使いやすいかどうか、バグが多すぎるかどうか、または期待どおりに動作するかどうかを確認するために使用できます。

三点目が回帰テストです。製品が最新バージョンでどのように変化するかをテストし、機能的および非機能的な機能に適用できるのが回帰テストです。回帰テストは、ソフトウェアテストの重要な部分です。プログラムの変更によって意図しない影響やバグが発生したかどうかをテストするソフトウェアテストの一種です。回帰テストは、手動または自動で実行できます。前者は時間がかかり、信頼性が低くなるのに対し、後者は費用と時間がかかりますが、より正確です。ブラックボックステストは、すべてのサブシステムの機能、使いやすさ、および信頼性を調べるために使用できるため、ソフトウェアパフォーマンスをエンドツーエンドで評価する効果的な方法です。また、テスターは独自の可能性のあるソースコードを表示できないため、ソフトウェアに関連する企業秘密を保護したい組織にとっても特に安全です。
以上がブラックボックステストの概要となりますが、さらに詳しく解説させていただきます。

ホワイトボックステストとの違い

ホワイトボックステストとの違いについて説明させていただきます。
ブラックボックステストはソフトウェアの設計をまったく知らずに実施されますが、ホワイトボックステストはコードの詳細を明確に把握して実施される点が大きな違いと言えるでしょう。
ホワイトボックステストは、データパターンの欠陥、破損した経路、または欠陥のあるコードを特定して修正するのに役立ちます。ホワイトボックステストは、ソフトウェアの内部構造により焦点を当てており、ブラックボックステストよりも詳細に実行できます。さらに、透明性の向上は、ホワイトボックステストとブラックボックステストの実行方法に別の違いをもたらします。

具体的なポイントは以下のような点となります。
ブラックボックステストは、問題が発生したかどうか、いつ、またはなぜ発生したかを判断するのに役立ち、ホワイトボックステストは、問題が発生した理由を判断するのに役立ちます。また、ブラックボックステストは時間がかからず、アルゴリズムには使用されませんが、ホワイトボックステストは使用され、テストが実行されることが一般的です。
開発チームが検討する可能性があるもう1つのテストオプションは、グレーボックステストです。 2つのグレーボックステストのハイブリッドにより、アナリストはソースコードまたはアーキテクチャの部分的な知識だけでアプリケーションと環境をテストできます。

機能とポイント

ブラックボックステストの機能とポイントについて、いくつか説明させていただきます。
一点目が決定表のテストです。ソフトウェアは多くの場合、受け取った入力によって導かれる一連の条件演算子に基づいて出力を決定します。可能な入力と出力がわかっている場合、開発者は意思決定表を作成し、それに基づいてテストを実行することで、ソフトウェアのコードをモデル化できます。たとえば、企業の採用プラットフォームは、求職者が仕事に応募する際に特定の資格情報を持っているかどうかを尋ねる場合があります。持っている場合は別の質問をし、持っていない場合は応募を拒否します。開発者がこれらの条件を知っていれば、ソースコードの知識がなくても、すべての潜在的な原因と結果をモデル化した決定表を作成し、それぞれをテストできます。

二点目が境界値分析です。多くのソフトウェアエラーはセットの境界で発生するため、製品がこれらのエンドポイントで動作することを確認することは、その間のどこでも機能することを示す良い指標となります。テスターには、すべての入力と出力をチェックする時間やリソースが不足しているのは周知の通りで、より効率的なテストを実施することがあるのは言うまでもありません。また、境界値が最も問題になる可能性があるため、これらをテストすることでほとんどのバグが明らかになり、全体の機能のアイデアを得ることができます。

三点目が状態遷移テストです。製品の境界でエラーをチェックするのと同様に、一部の製品は、状態が変化する場所でテストする必要があります。たとえば、パスワードチェッカーは、試行に3回失敗するとユーザーのアカウントをロックし、それによってプラットフォームの状態を変更する可能性があります。開発者は、この出力 (およびそれをトリガーする入力) を知っている場合、ロックアウトが発生するかどうかを確認するために間違ったパスワードを3回以上入力して、状態の遷移を有効にしようとすることができます。ソフトウェア障害は状態遷移ポイントで発生することが多いため、このブラックボックステストを使用すると、適切なソフトウェア応答を確認できます。

四点目が同値分割です。ブラックボックステストのもう1つの例は、等価分割です。この方法は、入力を特定のカテゴリにグループ化できるソフトウェアに適しています。いったんそれらができたら、すべてを分析するのではなく、各カテゴリからの1つの入力をテストできます。たとえば、eコマースプラットフォームでは、顧客が購入したいアイテムの数に基づいて製品の価格を設定する場合があります。
特定の数量が注文された後にアイテムの価格が変更された場合、考えられるすべての入力をチェックする代わりに、各価格レベルのしきい値でプラットフォームをテストできます。この種の分類により、ソフトウェアの精度を犠牲にすることなく、テストプロセスの時間を節約できます。

五点目がエラー推測です。その名前が示すように、テスターが開発者が犯す最も一般的なエラーを推測するだけで、いくつかのソフトウェアエラーを見つけることができます。経験豊富なテスターは、間違いが最も頻繁に行われる場所を知っており、直感に基づいてテストすることができます。一部の例には、テキストのみのフィールドの数値や、数値のみのフィールドのテキスト値が含まれる場合があります。

まとめ

いかがでしたでしょうか？
ブラックボックステストについて説明させていただきましたので参考にしていただけましたら幸いです。