Android应用程序GUI遍历的自动化方法

近来针对Android应用程序的基于GUI(图形用户界面)的分析和测试方法已经成为一个研究热点. 自动化技术和较高的GUI覆盖率可以提高大部分方法的效率和效果. 然而以前的工作并不能充分满足自动化和高GUI覆盖率的要求. 提出了一种在不需要程序源代码的情况下遍历Android应用程序GUI的自动化方法. 其主要思想是通过模拟用户的行为自动探测Android应用程序的GUI. 我们的工作主要解决了UI元素提取和处理、用户行为模拟、GUI遍历算法设计和模型构建三方面中的一些关键问题. 实验结果表明, 该方法能获得较高的GUI覆盖率可以有效遍历应用程序的GUI. 此外, 该方法也将有助于程序安全分析、GUI测试等其他研究.     

基于静态分析的Android GUI遍历方法

针对传统软件安全测试方法（例如：符号执行、模糊测试、污点分析等）无法获得较高的Android程序图形用户界面（GUI）覆盖率的问题,提出动态和静态相结合的Android程序测试方法。该方法在静态分析Android应用程序数据流的基础之上,构建程序活动转换图和函数调用图,解析程序GUI元素,进而编写测试脚本动态遍历应用程序GUI元素。将该方法应用于订票日历、WiFi万能钥匙和360天气应用的实际测试,结果表明：Activity的平均覆盖率达到76%,明显高于人工测试的平均值30.08%和基于控件树遍历的42.05%~61.29%,该方法能够有效遍历Android应用程序GUI元素。     

基于GUI的Android移动软件性能测试

移动应用软件已经拥有了数以千万计的用户群体.根据最新统计,Android手机以85.1%的市场占有份额,成为了最受欢迎的移动端设备.Android应用软件的快速开发,使得如何保证程序质量,成了难题.我们不仅要考虑程序的正确性,也应保证运行时的流畅性.现有的性能研究工作都基于传统的静态分析或者动态执行.对于Android程序,静态分析具有一定的局限性,而动态分析又忽略了APP执行时的遍历方式.因此,本文提出了基于GUI的Android自动化性能测试框架,将着重关注页面状态和APP状态的相关性.通过对页面的分析,聚合,尽可能遍历到APP的各个状态,然后从日志中,找出APP性能上的问题.本框架使用Java作为开发语言,搭建了Android移动软件自动化性能测试框架,并在开源社区F-Droid上随机抽取了移动应用软件进行实验.实验表明,该技术能更多的遍历APP的状态,发现APP在运行过程中出现的性能问题,取得良好的效果.     

基于文字识别与页面布局的APP控件识别算法

在移动应用的开发周期中,使用图形用户界面(GUI)自动化测试技术可提高APP的开发测试效率。针对基于录制回放的GUI自动化测试方法存在不适用黑盒测试场景或识别正确率较低等不足,提出基于图像文字识别和应用页面布局的控件识别算法。根据移动应用的页面布局结构和手势操作坐标精确识别控件,采用控件树遍历的方式解决遍历过程中的页面布局重叠问题。分别在Android和iOS 2个平台进行实验,结果表明,与基于坐标和源代码的控件识别算法相比,该控件识别算法具有更高的正确率。     

基于APK的Android应用程序GUI遍历自动化方法

为了提高应用程序自动执行技术的图形用户界面（GUI）覆盖率和自动化程度以满足Android应用程序动态安全分析和GUI测试的需求,提出了一种基于应用程序安装包（APK）的Android应用程序GUI遍历自动化方法。该方法通过动态地捕捉目标应用程序GUI并模拟用户行为与之交互,驱动应用程序自动执行。基于开源框架Appium实现了一个能够自动化遍历轻量Android应用程序GUI的跨平台原型工具。实验结果表明,该自动化方法能够获得较高的GUI覆盖率。     

基于Android的自动化测试的设计与实现

以Android客户端的测试为研究内容,分析了Android自动化测试框架及其层次关系,尝试在现有测试方法的基础上进行测试手段的优化和创新。研究了基于JUnit和instrumentaion的Android自动化框架的实现技术,并利用Hudson进行集成,实现Android的自动化测试。产品的开发实践表明,这种自动化测试方法效率高、用户体验好,对于Android的自动化测试研究具有一定参考价值。     

Android应用中Exported Activity测试途径研究

Android系统提供了多种应用间交互机制,其中开放活动（Exported Activity,EA）不需要复杂的跨进程交互就可以被其他应用在运行时调用.现在很多研究主要关注GUI组件的功能性测试,但是在Android应用本身往往不会启动内部的开放活动,所以开放活动有时候很难被覆盖到.本文提出了一种系统化测试开放活动的方法,使用该方法可以生成一组代理应用作为测试驱动程序启动应用中的开放活动.首先,使用静态分析技术解析APK文件,提取出开放活动列表和启动它们需要数据的键值和类型;其次,将相应的数据填充到预先设置好的模板中,生成测试驱动应用.本文基于提出的测试方法开发了一款原型工具——EASTER,使用一些真实的应用进行了实验.实验结果显示,所有测试应用共有65个开放活动,其中有20个开放活动在被外部应用启动过程中存在漏洞.     

Android应用的用户行为模式挖掘及复用方法

软件测试是保障Android应用质量的有效手段,而理解Android应用的功能作为Android测试过程的基础,旨在深入探究应用的业务逻辑并发现其功能问题,在测试中尤为重要。用户行为模式可充分辅助测试人员理解Android应用功能,从而提高测试效率。基于“相似Android应用共享用户行为模式”的构想,提出一种Android应用的用户行为模式挖掘及复用方法,以降低Android应用测试成本并提高测试效率。具体而言,针对待测Android应用,从其相似Android应用挖掘出用户行为模式;然后利用基于语义的事件模糊匹配策略为待测应用寻找对应事件,并基于用户图形界面（GUI）模型的最优路径选择策略为待测应用生成目标事件序列,从而实现相似应用间的用户行为模式复用。针对三类应用的32种用户行为模式进行实验,结果表明,87.4%的行为模式可在相似Android应用上被完整复用,并且被复用的行为模式可有效覆盖待测应用中90.2%的重要状态。可见,所提方法为Android应用测试提供了有效支撑。     

一种基于录制/重放的Android应用众包测试方法

随着Android设备的流行和普及,Android生态系统的碎片化问题越发严重.为了确保应用质量,Android应用需要在多种设备上进行测试.为了应对大量重复机械的测试工作,学术界和工业界提出了众多跨设备的测试方法,但目前的方法还有较多的局限性：（1）手工编写设备无关的测试脚本耗时且容易出错;（2）现有录制/重放方法生成的测试脚本在跨设备重放时会出现各种问题,导致重放失败;（3）由于缺少足够的Android设备,应用难以在大量不同类型的设备上进行测试;（4）现有的测试方法由于缺少应用特定的领域知识,无法生成有效的用户输入,导致测试覆盖率不高.基于以上原因,大量的应用在没有经过充分测试后发布,兼容性问题频发.针对以上问题,提出一种基于录制/重放的Android应用众包测试方法,并实现了原型工具AppCheck.AppCheck收集众包用户和设备交互时所产生的事件序列后,将其转换为平台无关的测试脚本,可直接在众包用户的设备上进行重放.在重放期间,AppCheck收集各种测试相关数据（例如截图和布局信息）以检测兼容性问题.实验结果表明,AppCheck能够有效地完成跨设备录制/重放以及兼容性问题的检测,弥补了当前方法的不足.     

规则驱动的Android应用DFS测试技术

GUI自动化测试是Android应用研究领域的重要组成部分,针对Android应用的GUI测试技术得到了广泛的研究。其中,基于DFS算法的GUI遍历测试技术得到了广泛的应用。然而,现有的DFS测试技术却仍然具有效率低下、覆盖率较低的问题。文中提出了结合外部预定义规则来驱动DFS自动化遍历的改进方法,以提高DFS自动化遍历的效率和覆盖率;基于规则驱动的改进方法实现了RDTA测试工具,进行了与Monkey以及无规则驱动下的DFS的对比实验,验证了该方法的有效性。