¿Qué es la prueba de caja blanca? Técnicas y ejemplos

Las pruebas de caja blanca — también conocidas como pruebas de caja abierta, caja de cristal, caja clara o caja transparente — son una técnica utilizada por los desarrolladores para evaluar el código y la estructura interna del software. Si estás en la industria del software o quieres unirte a ella, puede ser beneficioso entender este proceso para mejorar tus habilidades y conocimientos. En este artículo, hablaremos de lo que es la prueba de caja blanca, para qué se utiliza y cómo implementarla, además de examinar sus técnicas y ventajas.

¿Qué es la prueba de caja blanca en la ingeniería de software?

Las pruebas de caja blanca son un método de evaluación de software que se utiliza para examinar la estructura interna, el diseño, la codificación y el funcionamiento interno del software. Los desarrolladores utilizan este método de prueba para verificar el flujo de entradas y salidas a través de la aplicación, mejorando la usabilidad y el diseño y reforzando la seguridad. El concepto se llama "caja blanca" porque es simbólicamente transparente, ya que el código es visible para el probador durante el examen. En comparación, cuando el código interno no es visible, se denomina prueba de caja negra.

Mediante las pruebas de caja blanca, se analiza el software para lo siguiente

  • Debilidades de la seguridad interna
  • Vías de código redundantes en los procesos de codificación
  • Cómo maneja el código entradas específicas
  • Resultados esperados
  • Si los bucles condicionales funcionan correctamente
  • Probar individualmente cada función, sentencia y objeto

Las pruebas pueden realizarse en varias etapas del desarrollo de software, concretamente en los niveles de sistema, integración y unidad. El objetivo es comprobar si el software produce los resultados esperados y, si no lo hace, poner de manifiesto el problema.

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Cómo realizar pruebas de caja blanca

En pocas palabras, hay dos pasos para las pruebas de caja blanca:

1. Entender el código fuente

Un probador debe conocer primero el lenguaje de programación del software y estar familiarizado con las prácticas de codificación segura. La seguridad es una de las principales razones para probar el software, por lo que el objetivo es encontrar problemas de seguridad para evitar ataques de hackers y que se inyecte código malicioso en una aplicación sin saberlo.

2. Probar el software

El segundo paso consiste en examinar el código fuente del software para comprobar que el flujo y la estructura son correctos. Una forma de probar el software es diseñando y escribiendo código adicional que pueda valorar el código fuente. Un probador que tiene un buen conocimiento del código suele desarrollar pequeñas pruebas para cada proceso de la aplicación. La prueba manual — otro método de prueba — utiliza herramientas de prueba para el trabajo.

Técnicas de prueba de caja blanca

Hay muchas maneras de analizar el software con pruebas de caja blanca. La mayoría de los probadores utilizarán un proceso llamado análisis de cobertura de código para eliminar las lagunas en las pruebas del código. Hay una variedad de técnicas que puede utilizar para lograr esto, incluyendo:

  • Cobertura de la declaración: Esta técnica garantiza que cada línea del código se pruebe al menos una vez para encontrar más fácilmente el código defectuoso.
  • Cobertura de la sucursal: Mediante esta técnica, se comprueba la exactitud de cada posible camino o punto de decisión de una aplicación informática.
  • Cobertura de condiciones: Se comprueban todas las condiciones individuales.
  • Cobertura de múltiples condiciones: Todas las combinaciones imaginables de todos los resultados de condiciones imaginables se prueban al menos una vez.
  • Pruebas de ruta de base: Los gráficos de control se crean a partir de diagramas de flujo o de código. A continuación se calcula la complejidad ciclomática para definir el número de rutas independientes, de modo que se pueda diseñar el número mínimo de casos de prueba para cada ruta.
  • Anotación de diagramas de flujo: Esta técnica utiliza un grafo dirigido formado por nodos y aristas, donde cada nodo representa un punto de decisión o una secuencia de afirmaciones.
  • Complejidad ciclomática: Es la medida de la complejidad lógica y ciclomática de un software. Se utiliza para definir cuántos caminos independientes hay.
  • Pruebas en bucle: Los bucles se utilizan habitualmente en las pruebas de caja blanca y son fundamentales para muchos algoritmos. Los problemas suelen encontrarse al principio o al final de un bucle. Las pruebas de bucles pueden dividirse en bucles simples, bucles anidados y bucles concatenados.

Aunque muchas de estas técnicas son utilizadas por los probadores, las técnicas de cobertura de sentencias y ramas comprueban al menos entre el 80% y el 90% del código en busca de errores, lo que suele ser adecuado.

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Tipos de pruebas de caja blanca

Para medir la usabilidad de una aplicación o un paquete de software específico se utilizan diversos tipos de pruebas:

Pruebas unitarias

El programador suele realizarlo como prueba inicial de una aplicación. En este método, cada bloque de código se prueba a medida que se desarrolla. El desarrollador prueba unas pocas líneas de código, una sola función o un objeto para comprobar su correcto funcionamiento. Las pruebas unitarias son útiles porque identifican la mayoría de los errores en una fase temprana del ciclo de desarrollo, lo que hace que sean más baratos y fáciles de solucionar.

Prueba de calidad

Las fugas de memoria a menudo hacen que una aplicación de software se ejecute lentamente. Si esto ocurre, se realiza una prueba de control de calidad para examinar el código.

Pruebas de penetración

Esta prueba implica atacar el código desde todas las direcciones para exponer las amenazas de seguridad. El desarrollador o probador debe saber dónde se ejecuta la aplicación y compilar el código de la misma, información detallada de la red y el servidor y todas las direcciones IP conectadas.

Pruebas de mutación

Esta prueba se utiliza generalmente para encontrar las mejores técnicas de codificación en el futuro para ampliar la aplicación de software.

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Ejemplo de prueba de caja blanca

Recordando que el objetivo de las pruebas de caja blanca es confirmar todos los bucles y ramas de decisión del código, eche un vistazo a este sencillo ejemplo:

void Printme (int c, int d) // Printme es una función

{

int I = c + d ;

Si (I > 0)

Imprimir ("Positivo",I) ;

Si no

Imprima ("Negativo",I);

} // Fin del código fuente

Para practicar el uso de los enunciados del código anterior, se podrían utilizar los siguientes casos de prueba de caja blanca:

  • C = 1, D = 5
  • C = -5, D = 3

Ventajas de las pruebas de caja blanca

Dependiendo del tamaño de la aplicación de software que se evalúe, las pruebas suelen ser un trabajo complejo. Para minimizar su complejidad en cada fase de desarrollo del software o durante su modificación, se realizan pruebas de caja blanca.

Las ventajas de las pruebas de software de caja blanca incluyen:

  • Optimización del código para encontrar errores
  • Se comprueba todo el código, proporcionando un examen exhaustivo
  • Es fácilmente automatizable
  • Las pruebas pueden comenzar en una fase temprana del ciclo de vida del desarrollo de software, incluso antes de que la interfaz gráfica de usuario esté disponible

El enfoque de las pruebas de caja blanca ayuda a producir un producto de software de calidad, proporcionando la opinión más imparcial con respecto al código.

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