Практическое руководство по тестированию «черного ящика» в 2025 году

🔥 Важное для QA-специалистов! 🔥
В QaRocks ты найдешь туториалы, задачи и полезные книги, которых нет в открытом доступе. Уже более 16.000 подписчиков – будь среди нас! Заходи к нам в телеграм канал QaRocks 

Содержание:

• Что такое тестирование «черного ящика»?
• Цель тестирования «черного ящика»
• Виды тестирования «черного ящика»
• Почему так важно проводить тестирование «черного ящика»?
• Какие есть методы тестирования «черного ящика»?
• Преимущества тестирования методом «черного ящика»
• Как проходит процесс тестирования «черного ящика»?
• Лучшие практики тестирования «черного ящика»
• Какие сложности возникают при тестировании «черного ящика»?
• Советы и лайфхаки для успешного тестирования «черного ящика»
• Современные тренды ИИ в тестировании «черного ящика»
• Какие инструменты используются для тестирования «черного ящика»?
• Заключение
  

До 70% дефектов в разработке программного обеспечения часто возникают из-за функциональных проблем или неожиданных отклонений в поведении системы. Чтобы гарантировать работу программы без сбоев, следует проводить тщательное тестирование, и один из самых эффективных подходов — тестирование «черного ящика». Этот метод оценивает приложение исключительно на основе его внешнего поведения, не анализируя внутреннюю структуру кода, логику или сложность дизайна.

Интеграция тестирования на основе искусственного интеллекта в в процесс тестирования «черного ящика» становится все больше необходимой. Алгоритмы искусственного интеллекта позволяют улучшить традиционное тестирование за счет повышения покрытия тестами, выявления потенциальных уязвимостей на ранних этапах и прогнозирования возможных областей сбоев. В этой статье рассмотрим основы тестирования «черного ящика», различные методы его проведения и то, как интеграция инструментов на основе ИИ может повысить качество и эффективность тестирования.

Что такое тестирование «черного ящика»?

Тестирование «черного ящика» (black box testing) — это метод, при котором оценивается функциональность приложения путем изучения его внешнего поведения без знания внутреннего кода, структуры или логики. Другими словами, тестировщик фокусируется исключительно на внешнем поведении приложения, не имея доступа к исходному коду. Этот подход имитирует действия конечного пользователя, сосредотачиваясь исключительно на входных и выходных данных. Тестировщики анализируют выходные данные, сравнивая их с ожидаемыми результатами, чтобы выявить расхождения. Благодаря своей простоте и ориентации на пользователя подход отлично подходит для проверки соответствия продукта функциональным требованиям. Тестирование «черного ящика» также известно как тестирование «закрытого ящика» (closed-box testing).

Цель тестирования «черного ящика»

Основная цель тестирования «черного ящика» — оценить, соответствует ли приложение ожиданиям пользователей в плане опыта взаимодействия с продуктом, т.е. убедиться, что приложение корректно работает с точки зрения конечного пользователя. При этом проверяются функциональные и нефункциональные требования без знания или доступа к внутреннему коду и структуре программы. Ниже перечислены некоторые из основных ошибок, которые помогает выявить тестирование методом «черного ящика»:

• ошибки в структурах данных или при доступе к внешним базам данных;
• ошибки пользовательского интерфейса;
• ошибки поведения и производительности;
• некорректные или отсутствующие функции;
• ошибки инициализации и завершения работы;
• ошибки валидации входных данных;
• уязвимости безопасности;
• проблемы кроссплатформенной совместимости;
• проблемы, связанные с нагрузкой и стресс-тестированием;
• ошибки в логике навигации и пользовательских сценариях;
• ошибки, связанные с граничными значениями.
  

Виды тестирования «черного ящика»

Существует два основных подхода к проведению тестирования «черного ящика». Несмотря на свои различия, оба типа тестирования «черного ящика» должны выполняться перед выпуском продукта на рынок, чтобы гарантировать стабильность и надежность программы.

Функциональное тестирование: сосредоточено на проверке функциональных требований и спецификаций программного продукта. Цель — проверить поведение приложения и подтвердить, что оно работает так, как и ожидается. Функциональные тесты, выполняемые во время тестирования «черного ящика», включают:

1. Smoke Testing (дымовое тестирование, смоук-тестирование): правильно ли работают критически важные функции системы?
2. Sanity Testing («проверка на вменяемость», санити-тестирование): правильно ли работают новые функции системы?
3. Integration Testing (интеграционное тестирование): корректно ли взаимодействуют между собой модули и компоненты системы?
4. Regression Testing (регрессионное тестирование): правильно ли работает существующая функциональность системы?
5. Localization Testing (тестирование локализации): корректно ли система работает в целевых регионах?
   

Нефункциональное тестирование: сосредоточено на качестве всех других аспектов программного продукта. В ходе проверок оценивается качество приложения, в частности точность, стабильность, производительность и надежность в различных ситуациях. Нефункциональные тесты, выполняемые во время тестирования «черного ящика», включают:

1. Load Testing (нагрузочное тестирование): справляется ли система с ожидаемым количеством пользователей?
2. Stress Testing (стресс-тестирование): как работает система во время пиковых нагрузок?
3. Usability Testing (тестирование удобства использования): является ли пользовательский интерфейс интуитивно понятным и удобным?
4. Compatibility Testing (тестирование на совместимость): корректно ли приложение работает во всех браузерах, операционных системах и на разных устройствах?
5. Scalability Testing (тестирование масштабируемости): сохраняет ли система стабильность при изменении количества пользовательских запросов?
   

Почему так важно проводить тестирование «черного ящика»?

Тестирование по методу «черного ящика» имеет большое значение для обеспечения качества программного обеспечения по нескольким причинам:

• Моделирование пользовательского опыта: тестирование методом «черного ящика» воспроизводит взаимодействие конечного пользователя с приложением, помогая понять, насколько продукт соответствует ожиданиям и требованиям пользователей. Такой подход имеет решающее значение для создания продукта, ориентированного на пользователя.
• Проверка соответствия требованиям: тестирование методом «черного ящика» представляет собой тщательную проверку соответствия функциональности приложения заявленным требованиям и спецификациям, подтверждая, что программный продукт выполняет поставленные задачи.
• Выявление дефектов, уязвимостей и проблем с удобством использования: тестирование «черного ящика» позволяет выявлять дефекты, уязвимости и UX-проблемы, указывая на несоответствия и области для улучшения до выпуска продукта.
• Повышение качества и надежности программного обеспечения: обнаруживая скрытые ошибки и потенциальные проблемы, тестирование «черного ящика» значительно повышает общее качество и надежность. Оно помогает предоставить конечным пользователям надежный и проверенный продукт.
• Выявление проблем интеграции: тестирование «черного ящика» помогает выявить проблемы интеграции, которые могут возникнуть при взаимодействии между модулями и системами. Это обеспечивает корректную интеграцию и плавную работу всего приложения, позволяя избежать потенциальных конфликтов и ошибок.
• Соблюдение стандартов и нормативов: для отраслей с жестким регулированием, например, здравоохранение (HIPAA), финансы (PCI DSS) или авиация, тестирование «черного ящика» гарантирует, что продукт соответствует отраслевым стандартам и правовым нормам.
• Снижение затрат и времени на разработку: тестирование «черного ящика» позволяет тестировщикам выявлять функциональные дефекты на ранних этапах процесса, снижая вероятность попадания ошибок на более поздние этапы разработки или в производство.
  

Какие есть методы тестирования «черного ящика»?

• Разделение на эквивалентные классы (Equivalence Partitioning): входные данные делятся на группы, каждая из которых рассматривается как эквивалентная. Затем из этих групп выбираются тесты для проверки поведения приложения.
• Анализ граничных значений (Boundary Value Analysis): проверяется реакция программы на границах диапазонов ввода. Основное внимание уделяется вводам на нижней и верхней границах, где чаще всего возникают проблемы.
• Тестирование с использованием таблиц решений (Decision Table Testing): создается таблица с различными комбинациями входных данных и соответствующими ожидаемыми результатами. Этот метод полезен для проверки сложных сценариев бизнес-логики.
• Тестирование переходов состояний (State Transition Testing): применимо к системам с определенными состояниями и переходами между ними. Тестировщики проверяют, как приложение реагирует на изменение состояний.
• Сравнительное тестирование (Comparison Testing): сравнительное тестирование — это вид тестирования, при котором сильные и слабые стороны недавно выпущенного продукта сравниваются с сильными и слабыми сторонами программных продуктов, уже представленных на рынке.
• Метод угадывания ошибок (Error Guessing): основываясь на своей интуиции и опыте, тестировщики предполагают, в каких областях могут возникать ошибки, и разрабатывают тесты под такие случаи.
  

Преимущества тестирования методом «черного ящика»

• Фокус на пользовательском опыте: тестирование «черного ящика» гарантирует, что продукт соответствует требованиям и ожиданиям пользователей. Оценка приложения исключительно с точки зрения пользователя повышает вероятность создания продукта, который удовлетворяет потребности пользователей.
• Независимость тестирования: тестировщики, проводящие тестирование «черного ящика», не нуждаются в знании исходного кода, что способствует объективной оценке. Эта независимость помогает объективно оценить функциональность и поведение программы.
• Развитие креативности: тестирование по методу «черного ящика» позволяет тестировщикам разрабатывать сценарии с точки зрения конечного пользователя. Такой подход стимулирует креативность при разработке разнообразных тестов, что повышает полноту проверки.
• Выявление проблем интеграции: метод помогает выявить взаимодействие различных компонентов приложения и, как следствие, выявить проблемы интеграции. Своевременное обнаружение проблем интеграции обеспечивает стабильную и согласованную работу приложения.
  

Как проходит процесс тестирования «черного ящика»?

Процесс тестирования по методу «черного ящика» включает в себя несколько ключевых этапов, обеспечивающих всестороннюю оценку приложения:

• Анализ требований: понимание и сбор четких требований к программе для формирования основы для тестирования.
• Планирование тестирования: определение общую стратегию тестирования, включая объем, ресурсы, сроки, окружение и т.д.
• Разработка тестовых сценариев: создание подробных тест-кейсов с использованием различных техник, охватывающих разнообразные сценарии использования и функциональные аспекты системы.
• Настройка тестовой среды: подготовка необходимого оборудования, программного обеспечения и сетевых конфигураций.
• Выполнение тестов: проведение тестовых сценариев, ввод данных и оценка результатов, чтобы выявить расхождения между ожидаемыми и фактическими результатами.
• Регистрация дефектов: документирование всех обнаруженных ошибок с подробным описанием шагов для воспроизведения, информации о среде и уровня серьезности для эффективного исправления.
• Регрессионное тестирование и повторная проверка: после того как разработчики устранят обнаруженные дефекты, стоит провести регрессионное тестирование, чтобы убедиться, что исправление не повлияло на другие участки системы. Повторное тестирование необходимо для подтверждения того, что все работает исправно.
• Закрытие бага: после подтверждения успешного исправления дефекты закрываются, а тестирование завершается.
  

Лучшие практики тестирования «черного ящика»

Тестирование «черного ящика» направлено на оценку функциональности программного обеспечения без изучения внутренней структуры кода. Его цель — убедиться, что система ведет себя так, как ожидают конечные пользователи. Чтобы тестирование «черного ящика» было эффективным и результативным, стоит придерживаться следующих рекомендаций:

• Четкие и полные требования: убедитесь, что тестирование основано на четко сформулированных, подробных требованиях. Четкие требования являются основой для точной валидации и успешного процесса тестирования.
• Используйте эквивалентное разбиение: это помогает уменьшить количество тестов путем группировки входных данных по классам, которые будут обрабатываться одинаково. Это уменьшает дублирование и повышает покрытие тестами.
• Продуманные тест-кейсы: создавайте хорошо разработанные тестовые сценарии, которые охватывают широкий спектр входных данных, состояний и ситуаций. Тщательно разработанные тест-кейсы позволяют выявить потенциальные проблемы и обеспечивают всестороннюю проверку системы.
• Разнообразие входных данных: протестируйте приложение с использованием различных входных данных, чтобы выявить потенциальные проблемы и оценить устойчивость приложения в различных условиях. Благодаря различным сценариям ввода можно выявить скрытые дефекты.
• Документирование результатов тестирования: ведите подробную документацию по тестовым сценариям и результатам их проведения. Это ускоряет процесс устранения дефектов и повышает прозрачность тестирования.
• Сотрудничество с разработчиками: важно поддерживать открытое взаимодействие между тестировщиками и разработчиками. Эффективная коммуникация помогает быстрее устранять найденные дефекты и улучшает общее качество продукта.
  

Какие сложности возникают при тестировании «черного ящика»?

Проблемы при тестировании «черного ящика» являются важными аспектами, которые необходимо эффективно решать для обеспечения тщательной и точной оценки программного продукта:

• Неполные требования: создание корректных тест-кейсов, охватывающих ожидаемые сценарии, становится сложной задачей, если заказчик предоставляет неясные или неполные требования.
• Проблемы коммуникации: недостаточная коммуникация между клиентом и командой тестировщиков может привести к неправильному толкованию функциональности приложения, что в результате приведет к недостаточному тестовому покрытию.
• Ограниченное знание о системе: при проведении тестирования «черного ящика» у тестировщиков нет знаний о базовой архитектуре или об исходном коде. Это может затруднить понимание полного поведения системы или обнаружение конкретных областей, которые могут потребовать более тщательного тестирования.
• Недостаточное тестовое покрытие: обеспечить тестирование всех возможных сценариев и условий в системе может быть сложно, поскольку тестировщики не имеют доступа к коду. Некоторые сценарии могут остаться незамеченными, что может привести к появлению багов в системе.
• Отсутствие документации: недостаточная или неактуальная документация может затруднить понимание требований программы, что может привести к ошибкам при тестировании.
• Настройка тестовой среды: создание рабочих условий может быть сложным и времязатратным, особенно если приложение зависит от внешних компонентов.
• Интеграция со сторонними сервисами: тестирование приложений, которые используют внешние API или сервисы, осложняется из-за ограниченного понимания механизма интеграции.
• Управление тестовыми данными: подготовка и поддержка наборов данных, охватывающих различные сценарии, может быть трудоемким и подверженным ошибкам процессом.
• Регрессионный анализ: необходимо поддерживать актуальную и организованную базу регрессионных тестов, чтобы убедиться, что новые изменения не влияют на уже работающий функционал.
  

Советы и лайфхаки для успешного тестирования «черного ящика»

Вот несколько эффективных советов и стратегий для успешного тестирования «черного ящика» — метода, направленного на оценку функциональности программного приложения без доступа к его внутреннему коду или структуре:

• Понимание требований: тщательно изучите функциональные и нефункциональные требования к системе.
• Используйте методы проектирования тестов: применяйте различные подходы проектирования тестов, такие как тестирование с помощью таблиц решений, тестирование переходов состояний и тестирование на основе пользовательских сценариев (use case testing).
• Проверка валидных и невалидных данных: используйте корректные данные для позитивных тестов и некорректные — для негативных, чтобы убедиться, что система корректно реагирует на ошибки и неожиданные входные значения.
• Исследовательское тестирование: кроме выполнения тест-плана, уделите время исследовательскому тестированию. Оно помогает выявить дефекты, не предусмотренные сценариями.
• Комбинации входных данных для тестирования: протестируйте разные сочетания входных данных, особенно если система сложная и компоненты могут взаимодействовать неожиданным образом.
• Анализ граничных значений: протестируйте входные данные, близкие к границам допустимых диапазонов, с помощью анализа граничных значений. Многие дефекты часто обнаруживаются именно на этих границах.
• Моделирование среды: воспроизведите различные сценарии использования приложения, например плохое соединение с сетью или ограниченные системные ресурсы.
• Документируйте все: тщательно фиксируйте все тест-кейсы, результаты тестирования и любые обнаруженные дефекты или проблемы. Четкая документация помогает отслеживать прогресс и делиться информацией с другими членами команды.
• Организация и повторное использование тестовых данных: структурируйте тестовые данные так, чтобы их можно было повторно использовать в разных циклах тестирования.
• Приоритизация по рискам: не все тесты одинаково важны. Сосредоточьтесь на областях, где риск ошибок наиболее высок.
  

Современные тренды ИИ в тестировании «черного ящика»

• Автоматизация и интеграция ИИ: тенденция к росту автоматизации в тестировании сохраняется, при этом искусственный интеллект и машинное обучение интегрированы в процессы тестирования «черного ящика». Искусственный интеллект может помочь в генерации тест-кейсов, анализе результатов тестирования и даже в прогнозировании потенциальных областей риска или сбоев.
• Тестирование безопасности: с ростом важности кибербезопасности, тестирование «черного ящика» уделяет больше внимания тестированию безопасности. Тестировщики работают над выявлением уязвимостей и слабых мест в приложении, которые могут быть использованы злоумышленниками.
• Интеграция с Agile и DevOps: тестирование «черного ящика» стало частью Agile- и DevOps-процессов, что обеспечивает более частые тестовые циклы и быструю обратную связь между разработчиками и тестировщиками.
• Тестирование, ориентированное на пользователя: ориентация на пользовательский опыт влияет на подходы к тестированию «черного ящика». Тестировщики моделируют реальные сценарии использования, чтобы убедиться, что приложение соответствует ожиданиям пользователей и работает без сбоев.
• Кроссплатформенное и кроссбраузерное тестирование: по мере роста числа платформ и браузеров тестирование все чаще охватывает проверку стабильности и одинакового поведения программы в разных средах.
• Тестирование конфиденциальности и соответствия: в связи с ужесточением нормативных требований в области конфиденциальных данных, тестирование «черного ящика» может быть адаптировано с целью включения дополнительных тестов, связанных с обработкой, хранением данных и соблюдением требований законодательства.
• Тестирование доступности: все больше внимания уделяется тестированию доступности, чтобы продуктом могли пользоваться люди с ограниченными возможностями.
• Отчетность и аналитика по тестированию: отчетность на основе ИИ экономит время тестировщиков и заказчиков, предоставляя аналитические данные и помогая сосредоточиться на критически важных областях.
  

Какие инструменты используются для тестирования «черного ящика»?

Инструменты для функционального тестирования:

1. Selenium — для веб-приложений;
2. Appium — для мобильных приложений;
3. Testcomplete;
4. pytest — фреймворк тестирования для Python;
5. UFT (Unified Functional Testing).
   

Инструменты для нефункционального тестирования:

1. Jmeter;
2. Load runner;
3. Appium.
   

Заключение

Тестирование методом «черного ящика» играет ключевую роль в обеспечении качества продукта, гарантируя, что приложение соответствует ожиданиям пользователей и работает стабильно. Сосредоточившись на внешнем поведении системы, тестировщики выявляют дефекты, уязвимости и проблемы интеграции, которые могут остаться незамеченными при других методах тестирования. Благодаря грамотно разработанным тест-кейсам, эффективной коммуникации и сотрудничеству с разработчиками, тестирование «черного ящика» вносит значительный вклад в жизненный цикл разработки.

Стоит помнить, что сочетание тестирования по методу «черного ящика» с другими методами тестирования, такими как тестирование по методу «белого ящика» и «серого ящика», обеспечивает всестороннюю оценку качества программного обеспечения.

Перевод статьи «Black Box Testing Services — A Comprehensive Guide in 2025».