IoTデバイスのソフトウェアテスト：主要課題と解決策

『スーザン・ハリスが家に一人でいるとき、突然ドアがロックされ、窓が閉まり、電話が不通になる。スーザンは侵入者に閉じ込められる――しかしこれは普通の暴漢ではない。代わりに、侵入者はプロテウスというコンピューター、推論を学んだ人工脳だ。そして恐怖を与える…』

1977年の映画『デーモン・シード』は、暴走したAIが人間に及ぼす危険について少しメロドラマチックかもしれませんが、ホームオートメーションとその潜在的不具合について鋭い洞察を持っていました。

医療、ホームオートメーションから輸送、石油ガス業界まで、IoT（モノのインターネット）は急速に成長しています。Gartner研究者たちは、2020年までに204億台のIoTデバイスがインターネットに接続されると予測しています。

スマートウォッチで映画を見たり、家に好みの温度まで暖まるよう頼んだり、トースターと「焦げ」の定義を交渉したりしている間、テスターたちのことを少し考えてみてください。これらのデバイスが意図通りに動作することを保証するため、閉ざされたドアの向こうで苦労している男性と女性たちです。

では、IoTデバイスをテストする際、ソフトウェアテスターが直面する課題とは何でしょうか？

まず、明白なこと――安全かどうか？

セキュリティ

IoTを検索すると、IoTのセキュリティ懸念について議論する記事が大量に出てきます。しかし、ケトルがあなたをスパイしているか心配するより、信頼できるネットワークに新しいまたは侵害可能なデバイスを追加するという、非常に現実的な懸念があります。ラップトップやコンピューターならソフトウェアをインストールしてデバイスを保護できますが、IoTデバイスではサポートが薄いです。多くのデバイスが平均的ユーザーが決して変更しないデフォルトのユーザー名とパスワードを持っており、脆弱です。

テスターはまた、IoTデバイスがインターネットセキュリティに及ぼす広範な影響も考慮しなければなりません。Miraiボットネット攻撃を振り返るだけで十分です。デジタルカメラやビデオレコーダーなどのアイテムを使ってアメリカのインターネットの大部分に巨大な混乱をもたらし、Netflix、Twitter、CNN、Redditなどのサイトをダウンさせました。

テスターにとって、デバイス間のデータフロー、データ暗号化、テストソフトウェアの完全性（自動化の場合）などがすべて主要な懸念事項です。

時にはテスターは単にユーザーがネットワークを保護することに頼るしかありません。しかし、安価なルーターには安全対策が少ないことが多く、そこにはIoTテスターにとって別の問題があります：アイテムが動作する環境の再現です。

環境の再現

ウェブサイトをテストする場合、ページをミルにかけるのは簡単です。人気ブラウザでページを開き、ラップトップ、タブレット、スマートフォンで実行すれば、ユーザーの90%による使用方法をほぼテストしたことになります。

しかし、IoTデバイスでは、ユーザー環境の再現がはるかに困難です。デバイスは自宅で使われるか職場で使われるか？インターネット速度は速いか遅いか？このネットワークには他に何台の未知デバイスが接続されているか？デバイスはネットワークを離れて再参加する必要があるか？

技術的側面を忘れても、デバイスはどんな家具の上に置かれるか？AppleのHomePodは、処理またはワックスがけされた木製テーブルに白い輪を残すことが記録されています。厳密には地味なソフトウェアテスターの問題ではありませんが、環境の多様性がテスターの条件再現の仕事をいかに困難にするかを示しています。

このためテスターは、製品を強く理解し、デバイスが他デバイスとどう動作するかを含め、できるだけ多くの異なるシナリオをテストに盛り込むことを確実にする必要があります。

他デバイスとの連携

互換性テストは常にテスターの悩みの種ですが、IoT世界では無数の課題になります。IFTTTをサポートするデバイスで作成できる見かけ上無限のインタラクションを考えてみてください――すべてのデバイスをすべてのリリースであらゆる環境で分析・テストするには、チェス盤の手が多すぎます。

テスターがこのタスクに取り組み始める唯一の方法は、最も人気のあるオペレーティングシステムと通信方法（Bluetoothなど）、最も人気のあるデバイスに焦点を当て、努力が最も広範囲に届くようにしてから、よりニッチなアイテムに移ることです。

コスト

もう一つの課題は、おそらく最も明白なもの――コストです。ウェブサイトのようなシンプルなものをテストするのは比較的速く安価です。しかし、異なる環境、異なる統合でIoTデバイスをテストするのは非常に高コストです。時間は大きな要因で、テスターがこれほど多くの基盤をカバーしなければならないためですが、もう一つの問題は専門テストソフトウェアの必要性です。いくつかの研究は、開発者がセキュリティ欠陥についてコードを見直さないことと、IoTアプリの徹底的なテスト不足の組み合わせが、テストを非常に複雑にすることを示唆しています。そして複雑さと共にコストが来ます。

電源とバックアップ

最も一般的なIT解決策である「電源を切って入れ直す」とは異なり、一部のIoTデバイスは突然の電源喪失で苦戦することがあります。テスターは、電源喪失後にデバイスがどう変化するかをテストする必要があります――特に医療や産業セクターのアイテムでは。

ワイヤレス電力が成長し続けるにつれてこれは問題ではなくなりますが、それまでは変数を考慮する必要があります。スマート侵入アラームやセキュリティカメラを考えてみてください。バグや電源低下、接続切断でシステムが失敗すれば、本質的に無用になります。

デバイスがどのように、あるいはバックアップするかも別の問題です。特に、新しいまたは更新されたソフトウェアが古いデータにどう反応するかを考えると。

アップデート

ファームウェアは多くのIoTデバイスの不可欠な部分で、開発者ほど新しいアップデートをプッシュするのが好きな人はいません。しかしテスターにとって、アップデートはバグという莫大な頭痛の種を運んできます。標準的なコンピューターで見逃されたバグが入れば、通常は大きなダメージが出る前にシンプルにテストして修正できます。しかしIoTデバイスにバグが入れば、はるかに生理的な影響を及ぼす可能性があります。

2016年1月のNestサーモスタット問題を例に取ります。前年12月のソフトウェアアップデートでバグが発生し、一部サーモスタットのバッテリー寿命を消耗させ、システムを非アクティブにしました。最終的に企業はユーザー向けに9ステップの修正をロールアウトしましたが、適切で徹底的なテストがユーザーの震えと企業の面目を救えたはずです。

私たちの家がデーモンAIプロテウスになる危険はないものの、ソフトウェアテスターが適切な予防措置を講じなければ、寒さの中で放置されるリスクがあります。