Pruebas de caja blanca: qué son y cómo funcionan

Las pruebas son una etapa importante en el desarrollo de software, ya que garantizan la calidad y confiabilidad de los programas y aplicaciones. Desde el punto de vista del acceso al producto, existen dos niveles de pruebas funcionales:

1. “Caja negra”: prueba sin acceso al código fuente, donde el evaluador verifica que el sistema funciona como se espera. También llamado “Black Box Testing”. 

2. “Caja blanca”: prueba con acceso al código fuente, donde el evaluador es capaz de descubrir errores y fallos dentro de la aplicación. También llamado “White Box Testing”.

El método de prueba de caja blanca examina a profundidad los componentes internos de un sistema para detectar problemas y errores en él. Exploremos más a fondo qué son las pruebas de caja blanca, qué tipos existen y algunas de las condiciones que cubren. 

Las pruebas de caja blanca permiten examinar el funcionamiento interno de un sistema de software, su código, infraestructura e interacciones con sistemas externos. Se utilizan para verificar el código fuente, y obtener información sobre la presencia de errores y vulnerabilidades.

El principal recurso en el que se basan las pruebas de caja blanca son las pruebas unitarias. Las pruebas unitarias permiten examinar el funcionamiento de módulos, funciones o clases individuales.

Las pruebas de caja blanca pueden tener como objetivo detectar los siguientes problemas en el sistema: 

Vulnerabilidades de seguridad: se busca comprobar la seguridad del código y si este cumple con los estándares de seguridad. 

Resultado esperado: prueba si una función siempre devuelve el resultado esperado cuando se le dan todas las entradas posibles. 

Prueba de flujo de datos (DFT): monitorea las variables y sus valores en el código para buscar errores como inicialización incorrecta o variables no utilizadas.

Pruebas de bucle: prueba bucles individuales y anidados para comprobar su eficiencia, lógica condicional y manejo adecuado de variables.

En el contexto del Software Testing, existen dos elementos fundamentales que desempeñan un papel crucial para las pruebas de caja blanca. 

Las métricas de rendimiento en las pruebas de caja blanca abarcan una variedad de indicadores, utilizados para cuantificar de manera precisa el estado del sistema en relación con atributos como el nivel de carga, la velocidad, la seguridad, la eficiencia, etc. 

Las métricas de rendimiento de la aplicación (APM, por sus siglas en inglés) son un componente de las pruebas de caja blanca diseñado para recolectar datos clave sobre la infraestructura del código. Algunos ejemplos de métricas de Application Performance Metrics incluyen la tasa de errores, la velocidad de ejecución y los tiempos de respuesta. 

Los tipos más comunes de pruebas de caja blanca son:

Las pruebas unitarias: verifican que cada componente de un sistema funcione como se espera.

La prueba de mutación: los evaluadores realizan pequeños cambios aleatorios en el código para probar su fiabilidad. 

Las pruebas de integración: diseñadas para verificar los componentes externos, y que estos interactúen bien entre sí y con los sistemas externos.

Las pruebas de penetración: se realizan cuando un hacker que tiene conocimiento detallado del código y entorno de un sistema intenta atacarlo desde fuera.

El análisis de codigo estático: es la detección automática de vulnerabilidades o errores en el código, sin ejecutar el programa. 

En un caso ideal, un tester debería poder manejar todo tipo de pruebas de software, especialmente de pruebas de caja blanca. En el curso de tester de software de TripleTen no sólo aprenderás a realizar pruebas de caja blanca, sino que dominarás todo tipo de pruebas en tan sólo cinco meses con el bootcamp de QA Engineer. Realiza la parte introductoria del curso de forma gratuita.

Uno de los principales objetivos de las pruebas de caja blanca es maximizar la cobertura del código fuente. Este tipo de cobertura te permite saber con qué profundidad prueban las pruebas unitarias la funcionalidad y la lógica del sistema. Para ello, se utilizan métricas como cobertura de declaración, de ramas y de ruta. 

La cobertura de declaración garantiza que cada comando que compone la estructura interna del software se ejecute y pruebe al menos una vez. Por ejemplo, si un bloque de código tiene múltiples condiciones que se utilizan para diferentes entradas, la prueba debe cubrir todos los casos para garantizar que todas las líneas de código se ejecuten correctamente. 

La cobertura de ramas ocurre para verificar todas las rutas posibles en el código donde hay declaraciones condicionales. En ellas, el evaluador identifica todas las ramas condicionales e incondicionales, y escribe código para ejecutar tantas ramas como sea posible. 

En la cobertura de ruta los evaluadores intentan recorrer diferentes rutas en el código para verificar su ejecución. Por ejemplo, los evaluadores crean el siguiente flujo:

En este ejemplo, hay varias formas de correr el código:

1-2

1-3-4-5-6-8

1-3-4-7-8

etc…

En el enfoque de cobertura de rutas, el evaluador escribe pruebas unitarias para recorrer tantas rutas en el código como sea posible. El objetivo es identificar vías rotas, redundantes o ineficaces. 

El proceso que se sigue comunmente para realizar una prueba de caja blanca es el siguiente: 

Análisis del código: el evaluador analiza la estructura interna de la aplicación.

Definición de casos de prueba: el evaluador desarrolla casos de prueba que prueben varias rutas de acuerdo con el análisis y la lógica interna del sistema. 

Escritura de pruebas: el evaluador crea scripts basados en casos de prueba definidos.

Ejecución de pruebas: se corren las pruebas para verificar el funcionamiento del sistema.

Análisis de resultados: una vez finalizada las pruebas, se analizan los resultados para identificar errores e inconsistencias. 

Informe de pruebas: se elabora un informe para registrar los errores detectados, brindar una descripción detallada de ellos y anotar sugerencias para eliminarlos.

Estos son algunos de los pros y contras de usar pruebas de caja blanca en el desarrollo de software:

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