ホワイトボックステストとは？ブラックボックステストとの違いや手法、注意点を解説

ホワイトボックステストとは？ブラックボックステストとの違いや手法、注意点を解説

システム開発において「ホワイトボックステスト」は、品質を確保するうえで重要な役割を果たします。しかし「ホワイトボックステストとはなにか？」「どのような手法があるのか？」と疑問に思っている方も多いのではないでしょうか。

本記事では、ホワイトボックステストの基本から具体的な手法、ブラックボックステストとの違いまで詳しく解説します。ホワイトボックステストの理解を深められれば、他社への業務依頼時にも適切なテスト手法を選択できるので、ぜひ最後までご覧ください。

ホワイトボックステストとは？

ソフトウェアの品質を確保するために行われるホワイトボックステストは、プログラムの内部構造をもとに、詳しく調べるテスト手法です。ホワイトボックステストの具体的な内容について、詳しく解説します。

単体テストにおいて、内部構造を確認するために行われるテスト

ホワイトボックステストは、主に単体テストの段階で行われます。内部構造をもとにテストを実施することで、プログラムのロジックやフローをしっかりと検証でき、バグの見落としを防げる点が特徴です。

ブラックボックステストとの違い

ソフトウェアテストには、大きく分けてホワイトボックステストと、ブラックボックステストの2種類があります。

ブラックボックステストは、プログラムの内部構造を考慮せず、外部からの入力と出力の整合性を確認するテストです。一方で、ホワイトボックステストは、コードのロジックや分岐の網羅性を検証するため、テストの目的が異なります。

ホワイトボックステストの目的と必要性

ホワイトボックステストを行う主な目的を3つ紹介します。

＜ホワイトボックステストを行う主な目的＞

• コードレベルのバグの発見：ソースコードを直接分析することで、潜在的なバグを早期に発見できます。
• ロジックの正当性を検証：条件分岐やループ処理などが意図したとおりに動作するかを確認します。
• テストの網羅性を確保：重要な処理が未テストのまま放置されるリスクを軽減します。

ソフトウェア開発では、開発フェーズが進むほど、バグの修正にかかるコストが増大する傾向があります。ホワイトボックステストを早い段階（単体テストの段階）で実施することで、バグ修正のコストを最小限に抑えられる点は大きなメリットです。

ホワイトボックステストの主な手法と手順

ホワイトボックステストには、ソフトウェアの内部構造を解析しながら、テストを実施するためのさまざまな手法があります。それぞれの手法には特徴があり、テストの目的や対象によって適切に使い分けることが重要です。ここでは、代表的な4つの手法について解説します。

制御フローテスト

制御フローテストは、プログラムの制御構造（分岐やループなど）をチェックする手法です。ループ処理や条件分岐の動作を確認するため、プログラムのすべての経路を網羅的にテストできる特徴があります。

データフローテスト

データフローテストは、プログラム内の変数の値が適切に処理されているかをチェックする手法です。プログラム内にある変数の定義から利用までの流れを追跡するため、不要な変数や誤った値の利用を発見しやすい特徴があります。

同値分割法

同値分割法は、入力データをグループに分け、それぞれの代表的な値でテストを行う手法です。たとえば、0〜10の範囲を有効な値のグループとする場合、この範囲の中で1つの代表値（例：3）を選んでテストをします。一定範囲の入力値に対する動作を確認しやすく、効率的にテストケースを削減できる特徴があります。

境界値分析

境界値分析は、入力値の境界付近で問題が発生しやすい点に着目した手法です。たとえば、0〜10の範囲を有効な値のグループとする場合、「0」「-1」「10」「11」などの境界値をテストします。境界付近の値での不具合を発見しやすく、同値分割法と併用することで、より効果的にテストできます。

ホワイトボックステストで不具合を検出できないケース

ホワイトボックステストは、ソフトウェア開発において有用なテスト手法ですが、すべての不具合を見つけられるわけではありません。ホワイトボックステストで不具合を見つけるのが難しい、主なケースについて解説します。

設計に欠陥がある場合

ホワイトボックステストでは、プログラム設計レベルの問題には対応できません。プログラム設計をもとにテストを実施するため、根本的にプログラム設計に欠陥がある場合は、不具合を発見できない場合が多くあります。不具合を発見できない可能性が高く、プログラム設計の見直しが必要です。

要求仕様に記載されていない、または不備がある場合

ソフトウェアの動作は、基本的に要求仕様に基づいて設計・実装されます。要求仕様自体に誤りや不備があると、ホワイトボックステストでは問題を検出しにくく、注意が必要です。たとえば、仕様書に記載されていない機能が必要な場合や、仕様があいまいで開発者ごとに解釈が異なる場合が挙げられます。仕様書の作成時や変更時に細心の注意を払い、テスト前に十分なレビューを行う対策が必要です。

モジュール結合時の動作不整合が存在する場合

ホワイトボックステストは、個々のプログラム単位（モジュール）に対して行われることが一般的です。複数のモジュールを組み合わせたときに発生する不具合は、ホワイトボックステストでは見つけにくい傾向があります。

たとえば、連携するAPIや外部システムとの仕様が矛盾している場合が挙げられます。このような問題を防ぐためには、ホワイトボックステストだけでなく、ほかのテスト手法と組み合わせて、より包括的なテスト戦略を立てることが重要です。

バランスよくテストを行うためには？

ソフトウェアテストにおいて、1つの手法に依存すると、特定の種類の不具合しか検出できないリスクが生じます。そのため、ホワイトボックステストとブラックボックステストを適切に組み合わせることが重要です。また、両者の特性を活かした「グレーボックステスト」を実施することで、より効果的なテストを行えます。

ホワイトボックステストとブラックボックステストを使い分ける

ホワイトボックステストとブラックボックステストは、それぞれ異なる視点からソフトウェアの品質を検証する手法です。適切に使い分けることで、より高品質なソフトウェアを開発できます。

計算ロジックの検証や内部処理のテストには、ホワイトボックステストが適しています。ソフトウェアの利用者目線での不具合確認や、UIなどの画面表示の確認には、ブラックボックステストのほうが適切です。場合に応じて、手法を使い分けましょう。

グレーボックステストを実施する

グレーボックステストとは、ホワイトボックステストとブラックボックステストの特性を組み合わせたテスト手法です。内部構造をある程度理解しつつ、外部からの動作検証も行うため、バランスの取れたテストが可能になります。たとえばAPIのテストでは、外部からリクエストとレスポンスを確認しつつ、内部処理のエラーハンドリングやセキュリティ対策を内部検証することが有効です。

まとめ

ホワイトボックステストは、有用なテスト手法です。ただし、品質の高いソフトウェアを開発するには、ほかのテスト手法と組み合わせて、効果的なテストを実施する必要があります。他社に開発業務を委託する際は、テスト手法をしっかりと確認して依頼するようにしましょう。