Was ist API-Testing?

API-Tests überprüfen, ob eine Programmierschnittstelle (API) korrekt, sicher und zuverlässig funktioniert.

APIs sind Schnittstellen, über die verschiedene Softwaresysteme oder Komponenten miteinander kommunizieren können. Sie spielen in modernen IT-Infrastrukturen eine immer wichtigere Rolle, da sie als verbindendes Element Anwendungen, Dienste, Geräte und Daten über verteilte Umgebungen hinweg miteinander verknüpfen. Je komplexer, modularer, cloudbasierter und KI-abhängiger digitale Systeme werden, desto unverzichtbarer werden APIs. Sie ermöglichen Unternehmen die einfache Integration externer Plattformen und Dienste von Drittanbietern sowie die Entwicklung umfassender Lösungen durch die Verknüpfung verschiedener Komponenten. API-Tests stellen sicher, dass die API wie erwartet funktioniert, indem ihre Funktionalität, Zuverlässigkeit, Leistung und Sicherheit überprüft werden.

Dieser Glossareintrag erläutert Methoden für API-Tests, beschreibt schrittweise Testverfahren und gibt einen Überblick über Lösungen zur Absicherung von APIs. F5 bietet umfassende Funktionen für die API-Sicherheit, mit denen Unternehmen APIs in ihrer gesamten Umgebung erkennen, testen und absichern können. Mit Tools zur Erkennung von Schwachstellen und zur Implementierung von Schutzmaßnahmen während des gesamten Entwicklungslebenszyklus gewährleistet F5 robuste Sicherheit für alle API-Endpunkte.

API-Testmethodik verstehen

API-Testmethoden sind strukturierte Ansätze oder Strategien, mit denen überprüft wird, ob APIs unter verschiedenen Bedingungen korrekt, sicher und effizient funktionieren.

Zu den wichtigsten Methoden für API-Tests gehören:

• Funktionstests, bei denen überprüft wird, ob die API die vorgesehenen Vorgänge ausführt und korrekte Antworten zurückgibt. Dazu werden bestimmte Anfragen an die API gesendet, ihre Antworten analysiert und die Ergebnisse mit den erwarteten Resultaten verglichen, um sicherzustellen, dass die API wie vorgesehen funktioniert.
• Unit-Tests, mit denen sichergestellt wird, dass einzelne API-Elemente, Endpunkte oder Vorgänge bei isolierten Tests ordnungsgemäß funktionieren. Diese Tests ermöglichen eine sofortige Validierung während der Codeentwicklung, sodass Fehler noch vor der Integration oder Bereitstellung erkannt werden können.
• Last- und Leistungstests, bei denen das Verhalten von APIs unter normalen Bedingungen und bei Spitzenlasten gemessen wird, um Engpässe, Latenzprobleme oder Speicherlecks zu identifizieren. Entwickler nutzen diese Tests, um zu überprüfen, ob APIs auch bei hohem Datenverkehr zuverlässig funktionieren.
• End-to-End-Tests, mit denen sichergestellt wird, dass vollständige, praxisnahe Arbeitsabläufe, an denen mehrere APIs und Systeme beteiligt sind, wie vorgesehen funktionieren. Dabei werden Anfragen miteinander verkettet und es wird überprüft, ob jedes Element des Prozesses ordnungsgemäß funktioniert. End-to-End-Tests spielen eine entscheidende Rolle bei der Validierung des Systemverhaltens, der Benutzererfahrung und der Geschäftslogik von Anfang bis Ende – insbesondere in verteilten, auf Microservices basierenden Anwendungen.
• Sicherheitstests, bei denen Sicherheitslücken in APIs identifiziert und behoben werden. Diese Tests dienen dazu, potenzielle Schwachstellen aufzudecken, die zu Datenlecks, Injection-Angriffen oder fehlerhaften Authentifizierungs- oder Zugriffskontrollen führen können. Sie können auch die Überprüfung von Autorisierung, Verschlüsselung und Ratenbegrenzungen sowie der Fähigkeit zur Abwehr von Denial-of-Service-Angriffen umfassen.
• Integrationstests überprüfen, ob verschiedene Teile eines Systems miteinander kompatibel sind, und bestätigen, dass APIs und andere integrierte Komponenten und Dienste zuverlässig und effizient miteinander kommunizieren und Daten austauschen können.

Umfassender API-Testprozess

API-Tests folgen einem strukturierten Prozess, der sicherstellt, dass Anwendungen sicher und zuverlässig über verschiedene Dienste und Geräte hinweg kommunizieren können.

Wichtige Schritte beim API-Testen

Der erste Schritt ist die Planung, bei der Umfang, Ziele und Testanforderungen festgelegt werden. Dazu gehört, die zu testenden APIs und die erforderliche Testart zu bestimmen, klare Akzeptanzkriterien festzulegen und sicherzustellen, dass die Tests auf die übergeordneten Meilensteine der Entwicklung abgestimmt sind.

Anschließend werden in der Testentwurfsphase detaillierte Testfälle auf Grundlage der Funktionalität und Spezifikationen der API erstellt. Jeder Test beschreibt die Eingabedaten, die erwarteten Antworten, die Authentifizierungsanforderungen und mögliche Fehlerszenarien. Diese Phase ist in der Regel direkt in den Softwareentwicklungszyklus eingebunden, sodass Entwickler parallel zum Anwendungscode automatisierte Testfälle erstellen können. Dadurch werden Fehler in späten Entwicklungsphasen reduziert und die Bereitstellung beschleunigt.

In der Ausführungsphase werden verschiedene Tests an den tatsächlichen oder simulierten API-Endpunkten durchgeführt. Dieser Schritt kann für explorative Tests manuell oder für wiederholbare Validierungen in CI/CD-Pipelines automatisiert erfolgen. Die Ergebnisse werden sorgfältig dokumentiert. Abschließend werden die Testergebnisse in Dashboards oder Protokollen zusammengefasst, die den Bestanden-/Fehlgeschlagen-Status, Leistungskennzahlen und aufgedeckte Fehler hervorheben. Dieser Schritt umfasst auch eine Auswertung, bei der Probleme priorisiert, Ursachen analysiert und Verbesserungsempfehlungen dokumentiert werden.

Verbesserung der API-Zuverlässigkeit durch Tests

Strategische API-Tests erhöhen die Zuverlässigkeit von APIs, indem sie sicherstellen, dass diese ordnungsgemäß funktionieren und realen Bedingungen sowie Störungen standhalten.

Funktionstests überprüfen beispielsweise, ob Endpunkte korrekte Antworten zurückgeben, während Lasttests die Leistung unter hoher Belastung bewerten, um Leistungsengpässe oder potenzielle Ausfallpunkte aufzudecken. Sicherheitstests suchen nach Schwachstellen wie Injections oder unzureichender Zugriffskontrolle, die zu Datenschutzverletzungen oder böswilligen Aktivitäten führen könnten. Durch die Einbindung von API-Tests bereits in frühen Entwicklungsphasen und entlang der gesamten Bereitstellungspipeline können Teams Probleme erkennen und beheben, bevor der Code in die Produktion gelangt. Dies zeigt, dass proaktives Testen zu proaktiver Zuverlässigkeit und Sicherheit führt.

Beispielsweise kann ein Krankenhaus ein vernetztes Patientenüberwachungssystem einsetzen, das verschiedene medizinische Geräte wie Herzfrequenzmonitore, Infusionspumpen und Pulsoximeter integriert. Diese Geräte kommunizieren über APIs mit der zentralen Gesundheitsplattform, um Patientendaten in Echtzeit an medizinisches Fachpersonal und elektronische Patientenaktensysteme (EHR-Systeme) zu übermitteln. Mithilfe verschiedener API-Tests ließe sich die korrekte Funktionsweise der APIs unter normalen Bedingungen und in Grenzfällen überprüfen sowie die Datenintegrität und die rechtzeitige Übermittlung von Vitalwerten sicherstellen. Sicherheitstests würden die Validierung unterstützen und einen Prüfpfad bereitstellen, um die Einhaltung von Gesundheitsvorschriften wie HIPAA durch eine API zu bestätigen, während Leistungstests sicherstellen würden, dass die API das Anfragevolumen mehrerer Patienten und Geräte bewältigen kann.

Sicherheit durch API-Schwachstellentests gewährleisten

Da APIs häufig kritische Daten und Geschäftslogik offenlegen, sind sie attraktive Ziele für Angreifer. Daher sind API-Schwachstellentests, mit denen Sicherheitslücken, Fehlkonfigurationen und potenzielle Angriffspunkte in einer API identifiziert werden, unerlässlich.

Bedeutung von API-Tests auf Schwachstellen

Durch die Vorverlagerung von API-Sicherheitstests – also ihre frühzeitige und kontinuierliche Integration in den Entwicklungsprozess – wird sichergestellt, dass Schwachstellen erkannt und behoben oder kompensierende Sicherheitskontrollen implementiert werden, bevor sie die Produktionsumgebung erreichen, wo ihre Behebung deutlich kostspieliger wird.

Zu den häufigsten API-Schwachstellen gehören:

• Fehlerhafte Autorisierung auf Objektebene (Broken Object Level Authorization, BOLA), die unbefugten Zugriff auf geschützte Daten ermöglicht.
• Übermäßige Datenpreisgabe, bei der APIs zu viele Daten zurückgeben.
• Fehlende Ratenbegrenzung, wodurch uneingeschränkte Anfragen zu Denial-of-Service-Angriffen führen können.
• Injection-Angriffe, bei denen bösartige Eingaben die Logik oder Abfragen manipulieren.
• Unsachgemäße Authentifizierung, wenn APIs die Identität nicht korrekt oder sicher überprüfen, sodass unbefugte Benutzer auf geschützte Ressourcen zugreifen können.

API-Schwachstellen können schwerwiegende Folgen für Unternehmen haben, darunter Datenschutzverletzungen, Betriebsunterbrechungen, behördliche Sanktionen sowie eine Schädigung der Marke und des Kundenvertrauens.

Herausforderungen und Lösungen bei der Prüfung von API-Schwachstellen

Das Erkennen und Beheben von API-Schwachstellen wird durch die kurzen Entwicklungszyklen, die Art moderner Bedrohungen sowie die mangelnde Transparenz und Dokumentation der in die digitale Umgebung eines Unternehmens eingebetteten APIs erschwert.

In DevOps- und agilen Umgebungen werden APIs in kurzen Abständen veröffentlicht und aktualisiert. Sicherheitstests können mit diesem Tempo oft nicht Schritt halten, sodass Lücken entstehen, die bis in die Produktionsumgebung bestehen bleiben können. Grundlegende funktionale API-Tests übersehen häufig Sicherheitslücken wie Injection-Schwachstellen, die Offenlegung von Daten oder fehlerhafte Authentifizierung. Zudem werden spezielle API-Sicherheitstests mitunter nicht in CI/CD-Prozesse integriert. Gleichzeitig entwickeln Angreifer ihre Methoden kontinuierlich weiter und nutzen automatisierte Tools und KI, um API-Schwachstellen schneller zu erkennen und auszunutzen, als herkömmliche Abwehrmaßnahmen reagieren können. Viele Unternehmen haben außerdem Schwierigkeiten, ein aktuelles Verzeichnis ihrer APIs zu führen. Dies gilt insbesondere für Schatten-APIs oder undokumentierte APIs, die sich der üblichen Governance entziehen. Dadurch entstehen blinde Flecken, die Angreifer ausnutzen können.

Häufige Herausforderungen beim API-Testen meistern

Um diese Herausforderungen zu bewältigen, setzen Unternehmen zunehmend auf Automatisierung und fortschrittliche API-Testtools, die kontinuierlichen, Echtzeit- und intelligenten Schutz sowie eine entsprechende Validierung bieten. Durch die Integration von API-Sicherheitstests in CI/CD-Pipelines können Entwickler APIs während der Build- und Bereitstellungsphasen automatisch auf Schwachstellen testen. So wird verhindert, dass Probleme in die Produktionsumgebung gelangen, und die Kosten für deren Behebung werden gesenkt. KI-gestützte und verhaltensbasierte Lösungen und Tools zur Bedrohungserkennung können mithilfe von maschinellem Lernen ungewöhnliche API-Nutzungsmuster erkennen – etwa ungewöhnliche Datenzugriffe oder Verhaltensanomalien –, die auf eine missbräuchliche oder zweckwidrige Nutzung hindeuten können. Lösungen wie F5 Distributed Cloud API Security verbessern die API-Transparenz, indem sie alle den Anwendungen zugeordneten API-Endpunkte identifizieren, kontinuierlich auf Schwachstellen testen, ungewöhnliche Aktivitäten oder Schatten-APIs überwachen und verdächtige API-Anfragen und -Endpunkte blockieren. Da sich API-Bedrohungen weiterentwickeln, müssen auch die zu ihrer Abwehr eingesetzten Tools und Strategien entsprechend angepasst werden.

Best Practices für die API-Testmethodik

Effektive API-Tests setzen voraus, dass die folgenden Best Practices eingehalten werden.

• Automatisieren Sie API-Tests, wo immer dies möglich ist. Nutzen Sie Tools oder Lösungen, die kontinuierliche Tests und eine einheitliche Abdeckung für große, verteilte Anwendungs- und API-Portfolios ermöglichen. Automatisierung entlastet IT-, Sicherheits- und Entwicklungsteams, da kostspielige und zeitaufwendige manuelle Tests entfallen. Integrieren Sie Tests außerdem frühzeitig in den Produktentwicklungszyklus, um Schwachstellen früher zu erkennen und zu beheben.
• Führen Sie Tests während des gesamten API-Lebenszyklus durch. Bestimmte API-Tests sind in unterschiedlichen Phasen – von der Entwicklung über die Bereitstellung bis hin zum Produktivbetrieb – besonders relevant, um sicherzustellen, dass Aktualisierungen oder Änderungen weder bestehende Funktionen beeinträchtigen noch Sicherheitslücken verursachen.
• Verfolgen Sie eine mehrstufige Teststrategie. Aufeinanderfolgende Tests validieren und verifizieren verschiedene Aspekte von APIs. Beispielsweise stellen Unit-Tests sicher, dass einzelne API-Elemente oder Endpunkte isoliert korrekt funktionieren, während Integrationstests bestätigen, dass APIs und andere integrierte Komponenten kompatibel sind. End-to-End-Tests überprüfen, ob mehrere API-Workflows im gesamten Anwendungs-Stack wie erwartet funktionieren.
• Konzentrieren Sie sich auf Leistung und Zuverlässigkeit. Führen Sie Last- und Stresstests durch, um die Skalierbarkeit der API und des Systems unter realen Bedingungen zu bewerten.
• Überwachung in der Produktionsumgebung. Implementieren Sie eine Laufzeitüberwachung, um unerwartetes API-Verhalten, Anomalien oder Missbrauch zu erkennen.
• Regelmäßig überprüfen und kontinuierlich überwachen. Überprüfen Sie API-Implementierungen und Nutzungsmuster systematisch, um veraltete oder nicht mehr unterstützte Endpunkte zu identifizieren und sicherzustellen, dass APIs weiterhin internen Standards und regulatorischen Anforderungen entsprechen. Die kontinuierliche API-Überwachung bietet Echtzeiteinblicke darin, wie APIs in der Produktionsumgebung genutzt – und missbraucht – werden.
• Sicherheitskontrollen wirksam implementieren. Integrieren Sie Sicherheitskontrollen in die Entwicklungs- und Testprozesse und überprüfen Sie kontinuierlich deren Wirksamkeit, um API-Schwachstellen zu minimieren.

Wie F5 den API-Testprozess unterstützen kann

F5 nimmt eine führende Rolle dabei ein, Unternehmen beim Testen, Absichern und Verwalten von APIs in komplexen, verteilten Umgebungen zu unterstützen. F5 bietet eine Reihe von Tools und Services, mit denen Unternehmen die Zuverlässigkeit, Sicherheit, Beobachtbarkeit und Governance ihrer APIs gewährleisten können – von der Entwicklung bis zur Laufzeit. Der Ansatz von F5 legt den Schwerpunkt auf Effizienz, Automatisierung und eine tiefgreifende Sicherheitsintegration. So können Unternehmen APIs proaktiv testen und schützen und zugleich leistungsstarke, für Multicloud- und Edge-Umgebungen konzipierte Architekturen unterstützen.

Zu den API-Test- und Sicherheitslösungen von F5 gehört F5 Distributed Cloud API Security, die umfassende Funktionen für Erkennung, Tests, kontinuierliche Überwachung und Durchsetzung kombiniert, um Unternehmen dabei zu unterstützen, Angriffe gemäß den OWASP API Top 10 zu erkennen und zu blockieren. Die Lösung erkennt und erfasst außerdem sämtliche APIs, einschließlich vergessener, nicht verwalteter und Schatten-APIs, und bietet so einen vollständigen Überblick über Ihr Anwendungsökosystem. Darüber hinaus lässt sie sich in den CI/CD-Prozess integrieren und ermöglicht einen umfassenden Schutz von APIs – vom Entwurf über Entwicklung und Tests bis hin zum gesamten Produktivbetrieb.

F5 Web Application and API Protection schützt APIs in komplexen Hybrid- und Multicloud-Infrastrukturen, reduziert die Komplexität und steigert gleichzeitig die betriebliche Effizienz. Die Lösung mindert Risiken und verbessert die digitale Resilienz, indem sie kritische Geschäftslogik, auf der Apps und APIs basieren, kontinuierlich schützt. Zudem bietet sie umfassende API-Transparenz, indem sie API-Endpunkte dynamisch erkennt und absichert.

Darüber hinaus unterstützt F5 die Integration mit Tools wie Terraform, Ansible und GitOps-Pipelines zur automatisierten Konfiguration von API-Gateways und Bereitstellung von Richtlinien.