Was ist Black Box Testing? Ultimative Anleitung

Was ist Black Box Testing?

Was genau versteht man also unter Black-Box-Testing?

Black-Box-Testing ist eine Methode, bei der die Funktionalität eines Systems ausschließlich anhand der Eingaben und der erwarteten Ausgaben bewertet wird, ohne dass das interne Code-Design oder die Systemarchitektur bekannt oder sichtbar ist.

Mit anderen Worten: Man testet die Software aus der Perspektive eines Nutzers und stellt sicher, dass sie sich gemäß den Anforderungen verhält. Es ist nicht nötig zu wissen, wie das System aufgebaut ist oder wie es Daten verarbeitet—die Aufgabe besteht darin, zu überprüfen, ob es bei bestimmten Eingaben die richtigen Ergebnisse liefert.

Beim Black-Box-Testing geht es nicht darum, den Code zu prüfen, interne Abläufe zu analysieren oder die Logik zu debuggen. Es spielt keine Rolle, wie das System seine Ergebnisse erzielt, sondern nur, dass es dies von außen betrachtet korrekt und konsistent tut. Dies unterscheidet das Black-Box-Testing auch vom White-Box- und Gray-Box-Testing, auf die wir in den folgenden Abschnitten noch genauer eingehen werden.

Typen des Black-Box-Tests

Black-Box-Tests können auf verschiedene Testarten angewendet werden, die jeweils unterschiedliche Aspekte der Softwarefunktionalität fokussieren. Im Allgemeinen können Sie Ihre Methode als Black Box betrachten, wenn Sie nicht in die inneren Abläufe des Codes eintauchen. Lassen Sie uns jeden einzelnen davon separat betrachten und erklären, warum sie als Black Box gelten.

Functional Testing

Die erste Testart auf unserer Liste ist das funktionale Testen. Es überprüft, ob die Software gemäß ihren Anforderungen funktioniert. Sie geben Daten ein und überprüfen, ob die Ausgabe den Erwartungen entspricht. Es geht darum, sicherzustellen, dass jede Funktion wie vorgesehen arbeitet.

Warum es Black Box ist: Hier konzentrieren Sie sich nur darauf, ob die Software das richtige Ergebnis basierend auf der Eingabe liefert. Sie müssen nicht verstehen, wie sie diese Eingabe im Hintergrund verarbeitet.

Non-Functional Testing

Nun kommt das nicht-funktionale Testen ins Spiel. Es geht darum, wie sich die Software unter verschiedenen Bedingungen verhält. Dazu gehören:

• Performance testing 
• Load testing 
• Security testing
• Usability testing

All dies stellt sicher, dass das System über die Funktionalität hinaus effektiv arbeitet.

Warum es Black Box ist:  Sie testen das Verhalten des Systems (wie Geschwindigkeit oder Sicherheit), ohne seine inneren Abläufe zu betrachten. Sie beobachten das Ergebnis, nicht den Prozess, der es erzeugt.

Regressionstests

Ein weiterer wichtiger Typ des Black-Box-Tests ist der Regressionstest. Dabei werden Tests erneut durchgeführt, um sicherzustellen, dass kürzliche Änderungen nichts beschädigt haben. Sie überprüfen, ob nach Updates oder Fehlerbehebungen alles weiterhin korrekt funktioniert.

Warum es Black Box ist: Obwohl Sie nach Änderungen testen, analysieren Sie nicht die Modifikationen selbst. Sie konzentrieren sich ausschließlich darauf, ob die Ausgabe des Systems mit den vorherigen Ergebnissen übereinstimmt.

Smoke Testing

Ein weiterer wichtiger Typ ist das Smoke Testing. Es handelt sich um einen Test auf hoher Ebene, um zu überprüfen, ob die kritischen Funktionen eines Software-Builds funktionieren. Oft ist es Ihre erste Testrunde, nachdem eine neue Version bereitgestellt wurde.

Warum es Black Box ist: Beim Smoke Testing bestätigen Sie einfach, dass die Hauptfunktionen wie erwartet arbeiten. Auch hier tauchen Sie nicht in den Code oder die Implementierungsdetails ein.

User Acceptance Testing (UAT)

Schließlich haben wir das User Acceptance Testing. In dieser Phase testen echte Benutzer die Software, um sicherzustellen, dass sie ihren Bedürfnissen und Anforderungen entspricht. Oft ist es die letzte Phase, bevor ein Produkt live geschaltet wird.

Warum es Black Box ist: Die Benutzer konzentrieren sich darauf, ob das System in realen Szenarien für sie funktioniert, ohne sich darum zu kümmern, wie das System diese Ergebnisse intern erzielt. Es geht rein um die Funktionalität aus der Sicht des Benutzers.

Wie Sie sehen können, konzentrieren sich die verschiedenen Arten von Black Box Testing darauf, sicherzustellen, dass Software wie erwartet funktioniert, ohne sich mit dem Code zu befassen. Allerdings kann die Verwaltung und Organisation all dieser Testbemühungen schnell überwältigend werden, insbesondere wenn Sie mit mehreren Testarten wie Regressionstests oder Smoke-Tests arbeiten. Hier wird ein Testmanagementsystem (TMS) unverzichtbar. Ein Testmanagement-Tool  an Ihrer Seite hilft Ihnen, Ihre Testbemühungen zu zentralisieren und zu rationalisieren, vollständige Nachverfolgbarkeit zu gewährleisten und das Risiko zu minimieren, dass Fehler durchrutschen.

Techniken der Black-Box-Tests

Genug der Typen, lassen Sie uns in die Techniken des Black-Box-Tests eintauchen.

Das Verständnis dieser Techniken wird Ihnen helfen, effektive Testfälle zu erstellen und verschiedene Arten von Fehlern zu identifizieren.

Äquivalenzpartitionierung

Die Äquivalenzpartitionierung ermöglicht es, Eingabedaten in verschiedene Gruppen zu unterteilen, die als Äquivalenzklassen bekannt sind. Jede Klasse repräsentiert Eingaben, die beim Verarbeiten durch die Software ein ähnliches Verhalten zeigen sollten. Das Hauptziel hierbei ist es, die Anzahl der Testfälle zu reduzieren und gleichzeitig eine umfassende Abdeckung zu gewährleisten.

Um dies zu erreichen, identifizieren Sie gültige und ungültige Eingabebereiche und erstellen Klassen basierend auf dem erwarteten Verhalten. Zum Beispiel, wenn Sie ein Altersfeld mit gültigen Eingaben von 18 bis 65 testen, könnten Sie Klassen für folgende Bereiche erstellen:

• Gültige Altersangaben (18-65)
• Ungültige Altersangaben unter 18
• Ungültige Altersangaben über 65

Durch die Auswahl von Werten aus jeder Klasse können Sie die notwendigen Test-Szenarien effektiv abdecken.

Grenzwertanalyse

Die Grenzwertanalyse ist entscheidend, um sich auf die Grenzen von Eingabewerten zu konzentrieren, da Fehler oft an diesen kritischen Kanten auftreten. Ihr Hauptziel bei dieser Technik ist es, Defekte zu identifizieren, die an Grenzbedingungen auftreten können.

Sie können dies erreichen, indem Sie Werte genau an den Grenzen testen und solche einbeziehen, die knapp unter und über den minimalen und maximalen Werten liegen. Fortfahrend mit dem Altersbeispiel würden Sie Werte testen wie:

• 17 (knapp unter dem Minimum)
• 18 (das gültige Minimum)
• 65 (das gültige Maximum)
• 66 (knapp über dem Maximum).

Mit dieser Methode lassen sich Randfall-Fehler erkennen, die das Benutzererlebnis beeinträchtigen könnten.

Entscheidungstabellentests

Entscheidungstabellentests sind besonders nützlich, wenn man es mit Software zu tun hat, die mehrere Bedingungen und Regeln enthält. Sie helfen dabei, die verschiedenen Eingaben und deren mögliche Ergebnisse zu strukturieren. Das Hauptziel dieser Methode ist sicherzustellen, dass alle möglichen Kombinationen von Eingaben abgedeckt sind.

Dies erreicht man durch das Erstellen einer Entscheidungstabelle, in der die Bedingungen und die entsprechenden erwarteten Ergebnisse aufgeführt sind. 

Nehmen wir zum Beispiel ein Rabattsystem, bei dem der Kundentyp (neu oder wiederkehrend) und der Kaufbetrag (niedrig oder hoch) die Rabattstufe bestimmen. Mit einer solchen Tabelle lässt sich jede Kombination überprüfen, um sicherzustellen, dass keine Szenarien übersehen werden, die die Logik der Software beeinflussen könnten.

Zustandsübergangstests

Der Zustandsübergangstest bewertet, wie sich Ihr System verhält, wenn es von einem Zustand in einen anderen übergeht. Das Hauptziel besteht darin, Probleme im Zusammenhang mit Zustandsänderungen aufzudecken.

Sie können dies erreichen, indem Sie verschiedene Zustände identifizieren, wie z. B.:

• „Activ“ 
• „Suspendiert„
• „Deaktiviert,“ 

und dann Eingaben simulieren, die diese Übergänge auslösen.

Zum Beispiel kann das Testen, wie sich ein Benutzerkonto bei Anmeldeversuchen verhält, Ihnen dabei helfen, Folgendes zu überprüfen:

• Überprüfen Sie, ob das System den Zugriff erlaubt, wenn das Konto aktiv ist
• Stellen Sie sicher, dass der Zugriff angemessen eingeschränkt ist, wenn das Konto suspendiert ist

Diese Technik hilft sicherzustellen, dass die Software korrekt auf Benutzereingaben und Ereignisse reagiert.

Error Guessing

Error Guessing basiert auf Ihrem Bauchgefühl und ihrer Erfahrung als QA-Profi. Das Hauptziel besteht darin, Fehler zu identifizieren, indem sie Bereiche der Software anvisieren, die wahrscheinlich Fehler enthalten.

Sie können dies erreichen, indem sie ihr Wissen über häufige Probleme der Vergangenheit nutzen, um Testfälle für risikobehaftete Bereiche zu erstellen. Wenn sie beispielsweise wissen, dass eine bestimmte Funktion bei Sonderzeichen häufig nicht richtig funktioniert, könnten sie sie mit Eingaben wie @, # oder Leerzeichen testen.

Auf diese Weise können sie ihre Expertise nutzen, um Fehler zu finden, die möglicherweise durch strukturiertere Testtechniken nicht erfasst werden.

Diese Techniken können, wenn sie effektiv eingesetzt werden, ihre Bemühungen im Bereich des Black-Box-Tests transformieren.

Jetzt, wo sie die Typen und Techniken kennen, wie führen sie Black-Box-Tests durch?

Wie man Black-Box-Tests durchführt

Um Black-Box-Tests effektiv durchzuführen, befolgen sie diese wichtigen Schritte:

1. Spezifikationen überprüfen: Beginnen sie damit, die Softwareanforderungen und Spezifikationen im Detail zu prüfen. Verstehen sie die Funktionalität und die erwarteten Benutzerinteraktionen, um eine klare Testausrichtung festzulegen.
2. Eingabe- und Ausgabeszenarien identifizieren: Konzentrieren sie sich darauf, verschiedene Eingabeszenarien basierend auf den Spezifikationen zu identifizieren. Dies umfasst sowohl gültige als auch ungültige Eingaben. Ihr Ziel ist es, alle möglichen Benutzerinteraktionen abzudecken, um das Verhalten der Software zu bewerten.
3. Testfälle erstellen: Entwickeln sie Testfälle, die Eingaben, Aktionen und erwartete Ausgaben spezifizieren. Stellen sie sicher, dass jeder Testfall mit der in den Anforderungen beschriebenen Funktionalität übereinstimmt. Gruppieren sie ähnliche Testfälle in Äquivalenzklassen, um ihren Testprozess zu optimieren.
4. Grenzwerte priorisieren: Achten sie besonders auf Grenzwerte, da viele Defekte an den Grenzen der Eingabewerte auftreten. Erstellen sie zusätzliche Testfälle, die speziell diese Grenzbedingungen ansprechen.
5. Tests ohne Codekenntnisse durchführen: Führen sie Tests basierend auf den definierten Testfällen durch, ohne in den internen Code oder die Architektur einzutauchen. Dies betont die Black-Box-Natur des Tests und konzentriert sich ausschließlich auf das Verhalten des Systems aus der Sicht des Benutzers.
6. Ergebnisse protokollieren und dokumentieren: Dokumentieren sie sorgfältig die Ergebnisse jedes Testfalls und notieren sie alle Abweichungen zwischen erwarteten und tatsächlichen Ergebnissen. Diese Dokumentation ist entscheidend für die Nachverfolgung von Defekten und das Verständnis des Softwareverhaltens.
7. Nach Korrekturen erneut testen: Sobald Defekte behoben sind, testen sie die betroffenen Bereiche erneut, um zu validieren, dass die Probleme gelöst wurden und die Software wie erwartet funktioniert.

Es gibt verschiedene Tools, die Ihnen bei den meisten dieser Schritte helfen, auch wenn Sie in einigen Fällen manuelle Anstrengungen und Ihr Gespür für bessere Ergebnisse nutzen müssen. Hier ist eine kurze Liste dieser Tools.

Tools für Black-Box-Tests

Hier ist die Liste der besten Tools, die den Black-Box-Test effizienter gestalten:

2. Postman: Ein weit verbreitetes Tool für API-Tests, das eine benutzerfreundliche Oberfläche zum Erstellen und Ausführen von Anfragen bietet. Es erfordert jedoch zusätzliche Tools und Integrationen für umfassende Tests.

3. SoapUI: Eine beliebte Wahl für das Testen von SOAP- und REST-Webdiensten, die umfangreiche Tests mit integrierten Berichtsfunktionen ermöglicht. Nachteilig ist, dass es für neue Benutzer eine Lernkurve bietet.

4. Ranorex: Ein umfassendes Tool für Desktop-, Web- und mobile Anwendungen, das verschiedene Technologien unterstützt und gut mit CI/CD-Pipelines integriert werden kann, obwohl es als eigenständige Lösung möglicherweise nicht alle benötigten Funktionen bietet. Sie können die Ranorex-Integration von aqua für eine umfassende Erfahrung nutzen.

5. JMeter: Primär bekannt für Leistungs- und Lasttests, kann JMeter auch für Funktionstests verwendet werden und bietet leistungsstarke Lastsimulationsfunktionen. Allerdings ist die Benutzeroberfläche weniger intuitiv für diejenigen, die sich ausschließlich auf Funktionstests konzentrieren.

Diese Tools, insbesondere aqua cloud, werden Sie auf Ihrer Reise durch das Black-Box-Testing begleiten und Ihren Testprozess vereinfachen, um effizientere und zuverlässigere Ergebnisse zu erzielen.

Beispiel für Black-Box-Testing

Stellen Sie sich vor, Sie testen einen Online-Warenkorb.

Wie bereits mehrmals in diesem Leitfaden erwähnt, liegt der Fokus eines Testers ausschließlich auf der Funktionalität und nicht auf dem zugrunde liegenden Code. Hier ist, was Sie tun sollten:

1. Fügen Sie verschiedene Artikel hinzu: Sie beginnen damit, unterschiedliche Produkte in den Warenkorb zu legen.
2. Überprüfen Sie die Berechnungen: Stellen Sie sicher, dass der Gesamtpreis korrekt berechnet wird.
3. Rabatte anwenden: Testen Sie, wie Rabatte auf den Warenkorb angewendet werden.
4. Zahlungsmethoden testen: Experimentieren Sie mit verschiedenen Zahlungsmöglichkeiten, um sicherzustellen, dass sie reibungslos funktionieren.

Wenn die Software während dieser Schritte wie erwartet reagiert, ist der Test erfolgreich. Wenn jedoch etwas nicht korrekt funktioniert, müssen Sie weitere Untersuchungen anstellen, um das Problem zu identifizieren.

In diesem Szenario sind Sie an den Eingaben (wie das Hinzufügen von Artikeln und das Anwenden von Rabatten) und den Ausgaben (wie dem Gesamtpreis und der erfolgreichen Zahlung) interessiert. Daher müssen Sie nicht verstehen, wie das Backend diese Aktionen verarbeitet.

Für ein besseres Verständnis: In verschiedenen Beispielen wäre das Hinzufügen von Artikeln eine Eingabe, die Berechnung des Gesamtpreises eine Ausgabe, und das Anwenden von Rabatten sowie eine erfolgreiche Zahlung als Eingabe bzw. Ausgabe.

Da Sie nun auch ein praktisches, realitätsnahes Beispiel kennen, konzentrieren wir uns auf die Vor- und Nachteile des Black-Box-Tests und darauf, wie Sie diesen mit anderen Techniken kombinieren können, um davon zu profitieren.

Vorteile der Black-Box-Tests

Black-Box-Tests bieten mehrere Vorteile, darunter:

• Objektive Tests: Da Sie keine Kenntnisse über den internen Code haben, gehen Sie objektiv an die Tests heran.
• Endbenutzerorientierung: Sie testen aus der Sicht des Endnutzers und stellen so sicher, dass sich die Software wie erwartet verhält.
• Vielseitiger Einsatz: Sie können Black-Box-Tests sowohl für funktionale als auch für nicht-funktionale Tests einsetzen.
• Einfache Einarbeitung: Sie benötigen keine tiefgehenden technischen Kenntnisse über die internen Abläufe der Software.

Nachteile des Black-Box-Testens

• Begrenzte Abdeckung: Ohne Einblick in den Code können bestimmte Fehler in der internen Logik unentdeckt bleiben.
• Schwierigkeiten bei der Identifizierung spezifischer Fehler: Ohne Zugriff auf den Code ist es herausfordernd, die genaue Ursache eines Problems zu identifizieren.
• Ineffizient für komplexe Anwendungen: Komplexe Systeme mit zahlreichen Zuständen erfordern umfassendere Tests, die mit der Black-Box-Methode allein nicht vollständig durchgeführt werden können.
• Testfall-Design: Testfälle ohne detailliertes Systemwissen zu erstellen ist zeitaufwändig.

Best Practices für Black-Box-Tests

Wie bei jeder Testmethode gibt es auch beim Black-Box-Test einige bewährte Praktiken, die Sie beachten sollten:

• Verstehe die Anforderungen: Überprüfen Sie die Softwareanforderungen gründlich, bevor Sie Testfälle entwerfen, um eine umfassende Abdeckung zu gewährleisten.
• Nutzen Sie KI-gestützte Automatisierungstools: Verwenden Sie Tools wie aqua cloud und Selenium (oder aquas Integration mit Selenium), um wiederkehrende Aufgaben zu automatisieren und so die Effizienz und Gesamtabdeckung zu erhöhen.
• Konzentrieren Sie sich auf Benutzerszenarien: Simulieren Sie reale Nutzungsszenarien, um sicherzustellen, dass die Software unter Praxisbedingungen korrekt funktioniert.
• Führen Sie sowohl funktionale als auch nicht-funktionale Tests durch: Testen Sie alle Aspekte der Software, einschließlich Leistung und Benutzerfreundlichkeit, um eine optimale Funktionalität zu gewährleisten.
• Regelmäßige Regressionstests: Testen Sie bereits geprüfte Bereiche nach Updates erneut, um mögliche neue Fehler frühzeitig zu erkennen.

Diese bewährte Praktiken unterstützen Sie bei einem umfassenden Black-Box-Test. Doch stellt sich die Frage, ob Black-Box-Tests allein eine vollständige und eigenständige Methode darstellen. Lassen Sie uns dies kurz ansprechen.

Kombination von Black-Box- und White-Box-Tests

Während Black-Box-Tests eine hervorragende Möglichkeit bieten, sicherzustellen, dass Software aus der Sicht des Benutzers wie beabsichtigt funktioniert, sind sie oft nicht ausreichend. Sie zeigen keine Probleme mit der Implementierung der Anmeldelogik im Hintergrund auf.

Genau hier kommt der White-Box-Test ins Spiel. White-Box-Tests konzentrieren sich auf die interne Logik und Struktur des Codes. Man kann es sich wie einen Blick unter die Motorhaube eines Autos vorstellen, um zu sehen, wie alles funktioniert.

So kann ein Entwickler beispielsweise Unit-Tests schreiben, um zu überprüfen, ob sich eine bestimmte Funktion bei verschiedenen Eingaben korrekt verhält. Mit der White-Box-Methode können Sie Fehler aufspüren, die bei Black-Box-Tests möglicherweise übersehen werden. So stellen Sie sicher, dass die Software nicht nur wie erwartet funktioniert, sondern auch eine solide Grundlage hat.

Da jede Testmethode ihre Stärken hat, kombinieren viele Teams Blackbox- und Whitebox-Tests für einen umfassenden Ansatz. Durch den Einsatz beider Methoden können Sie sicherstellen, dass die Funktionalität auf der Benutzerseite nahtlos funktioniert, während Sie gleichzeitig überprüfen, ob die interne Funktionsweise der Software robust und fehlerfrei ist.

Gray Box Testing

Gray box testing ist ein hybrider Ansatz, der Elemente sowohl des Black-Box- als auch des White-Box-Tests kombiniert. Tester haben ein begrenztes Wissen über die internen Abläufe der Software, konzentrieren sich jedoch in erster Linie auf das Eingabe-/Ausgabe-Verhalten. Mit diesem Ansatz kannst du sowohl Defekte im internen Code als auch in der externen Funktionalität identifizieren.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Black-Box-Tests hervorragend geeignet sind, um Benutzererfahrungen zu bewerten, insbesondere in Szenarien wie API-Tests, während White-Box-Tests Einblicke in die Codequalität bieten; Gray-Box-Tests schließen die Lücken.

Fazit

Wie Sie in diesem Leitfaden gesehen haben, ist das Black-Box-Testing ein entscheidender Aspekt zur Sicherstellung der Softwarequalität aus der Sicht des Endbenutzers. Es hilft, funktionale und nicht-funktionale Mängel zu identifizieren, ohne detaillierte Kenntnisse des internen Codes zu erfordern. Durch die Kombination von Black-Box-Testing mit anderen Testansätzen und der Verwendung von Tools wie aqua cloud können Sie gründliche und effiziente Tests gewährleisten, die hochwertige Software für Endbenutzer liefern.