[发明专利]Android应用网络相关行为测试方法

说明书

本发明公开了一种Android应用网络相关行为测试方法，以Android应用的apk文件为输入，以测试出的应用与网络相关的错误作为输出，本发明基于模糊测试的思想，首先对待测Android应用进行静态分析，来定位Android应用中网络APIs调用的位置和网络数据使用相关的代码切片；之后，在定位到的网络APIs调用位置处，对待测Android应用进行代码插桩，来向网络响应注入模拟的网络数据；最后，自动化的运行插桩后的Android应用，应用自动运行过程中会触发网络请求，并执行插桩代码来验证应用是否能正确处理不同的响应数据。本发明能全面、高效地测试Android应用与网络相关的行为。

技术领域

本发明属于程序分析与测试领域，具体涉及一种Android应用网络相关行为测试方法。

背景技术

Android系统由于其开放性和通用性，已成为目前最流行的嵌入式操作系统，相应的Android应用数量也随之爆发。而随着移动网络和无线网络的飞速发展，越来越多的Android应用都需要连接网络，主要有两个目的：一、使用网络功能与应用自身服务器进行交互；二、访问、下载、上传互联网资源。如果不联网，应用无法更新数据，用户之间也无法进行交流和资源共享。然而，由于网络的多样性(例如2G/3G/4G/5G，WIFI)和不稳定性，应用经常由于网络的问题而崩溃，影响了应用的正常使用。一项研究报告指出，20％的应用崩溃是由于网络调用造成的，其中主要原因是应用未正确的处理网络调用返回的未期望数据(脏数据)或空数据。因此，测试人员应重视应用网络调用及其相关行为的测试。

目前，Android应用与网络相关的行为测试的难度体现在两个方面：其一，网络环境太复杂。一方面，目前手机上可使用的网络类型有多种，主要有2G/3G/4G/5G、WIFI，而且在这几种网络类型中还可进行自由的切换；另一方面，网络环境具有不稳定性，例如，弱网和无网环境。如此复杂的外部网络环境很难进行模拟。其二，Android应用网络功能的实现具有多样性，这主要体现在Android应用开发中存在多种网络调用API和网络框架供开发者选择，不同的网络功能可能使用不同的实现方式，这无形中增加了网络行为测试的难度。

尽管有很多研究工作提出了针对Android应用的测试方法，但它们大多是用于测试应用的GUI，很少有专门用于测试与网络相关的行为的方法。当使用这些GUI测试方法来测试应用时，很多的网络相关的行为都无法有效和高效地探索。经调研发现，大部分开发者通过手动方式来对网络相关行为进行测试，或者借助于一些硬/软件模拟器来模拟不同的网络环境和网络异常(例如，增加网络延迟，限制网络带宽)，以检查应用在这些情况下是否出现错误。尽管这种做法可能会发现一些与网络相关的错误，但是代价昂贵且耗时。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Android应用网络相关行为测试方法，用于高效、全面地测试Android应用与网络相关的行为。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种Android应用网络相关行为测试方法，以Android应用的apk文件为输入，以测试出的与网络相关的错误作为输出，具体步骤如下：

步骤1，使用soot将待测Android应用的apk文件转换为jimple文件，基于jimple文件得到Android应用代码中网络APIs的调用位置；

步骤2，对待测Android应用进行代码插桩，自动截取网络响应数据并根据模拟规则生成模拟数据，最后注入到网络响应中，得到插桩后的apk文件；

步骤3，使用基于组件分类的广度优先探索算法自动化运行插桩后的Android应用，应用自动运行过程中触发网络请求，并执行插桩代码来验证应用是否能正确处理不同的响应数据，输出测试结果。

本发明与现有技术相比，其显著优点：(1)本发明不需模拟各种网络环境，直接基于模糊测试思想，将网络环境对应用造成的影响(异常网络返回数据)注入到Android应用中，方法简单实用；(2)测试过程自动化，能全面高效地测试应用网络相关行为。