Was ist ein Wrapper?
Wrapper sind gebräuchliche Entwurfsmuster von Softwareentwicklern um möglichst einfach modifizierbare Programme und Software zu gestalten. Wrapper sind Schnittstellen-Adapter, die inkompatible Softwarekomponenten miteinander verbinden. Wrapper sind in der Softwareentwicklung auch als Adapter Pattern bekannt.
Der Einsatz eines Wrapper ist somit eine beliebte Methode zur leichten Modifizierbarkeit von Softwaresystemen.
Wrapper Definition
Ein Wrapper ist ein Softwarekonstrukt, das in der Softwareentwicklung eingesetzt wird, um eine bestehende Klasse, Funktion oder Komponente zu umschließen. Das Hauptziel eines Wrappers ist es, die Funktionalität der umschlossenen Einheit zu erweitern oder zu modifizieren, ohne dabei den ursprünglichen Code zu verändern. Dies ermöglicht es Entwicklern, bestehende Software zu nutzen und anzupassen, ohne tiefgreifende Änderungen vornehmen zu müssen.
Rolle des Wrappers in der Softwareentwicklung
Wrapper spielen eine entscheidende Rolle in der Softwareentwicklung, insbesondere in Hinblick auf:
Modularitaet
Durch die Verwendung von Wrappern können Entwickler komplexe Systeme in kleinere, überschaubare Module aufteilen. Jedes Modul kann unabhängig entwickelt und getestet werden, was zu einer effizienteren und fehlerresistenteren Entwicklung führt.
Wiederverwendbarkeit
Wrapper fördern die Wiederverwendung von Code. Statt neue Komponenten von Grund auf neu zu entwickeln, können Entwickler vorhandene Klassen oder Funktionen durch Wrapping anpassen und erneut verwenden, was Zeit und Ressourcen spart.
Wartbarkeit
Da Änderungen in der Funktionalität hauptsächlich durch Wrapper und nicht durch eine Änderung des ursprünglichen Codes erfolgen, wird die Wartbarkeit des Codes verbessert. Updates und Bugfixes können effizienter implementiert werden, da der Kerncode unberührt bleibt.
Integration mit unterschiedlichen Schnittstellen
Wrapper sind besonders nützlich, um Kompatibilität zwischen verschiedenen Softwarekomponenten mit unterschiedlichen Schnittstellen zu schaffen. Sie agieren als Vermittler, der es ermöglicht, dass unterschiedliche Systeme und Bibliotheken effektiv zusammenarbeiten.
Durch diese Eigenschaften tragen Wrapper wesentlich dazu bei, die Flexibilität, Skalierbarkeit und Robustheit von Softwareprodukten zu erhöhen. Sie ermöglichen eine agilere Entwicklungsumgebung, in der schnelle Anpassungen und Erweiterungen ohne umfassende Überarbeitungen möglich sind.
Welche Funktion erfuellt der Wrapper?
Der Wrapper einer Softwarekomponente ist das einzige Element dem die Benutzung dieser Komponente erlaubt ist. Alle anderen Softwarekomponenten müssen den Wrapper-Service anfragen und die gewünschte Funktionalität durch den zur Verfügung gestellten Wrapperfunktionsumfang nutzen. Die Wrappererweiterung transformiert die Daten oder Kontrollinformationen der Komponente, die er wrappt.
Konzepts eines Software Wrappers – Unsere Visualisierung des Konzepts eines Software-Wrappers zeigt metaphorisch, wie ein Wrapper eine zentrale Softwarekomponente umschließt und mit anderen Systemen interagiert.
Funktion von Wrappern
Wrapper standardisieren die Schnittstelle zwischen verschiedenen Softwarekomponenten, was eine nahtlose Integration ermöglicht. Sie fungieren als Mittelschicht, die es erlaubt, externe APIs, Bibliotheken oder Systemaufrufe anzusprechen, ohne den Originalcode direkt zu verändern. Dies wird oft erreicht, indem der Wrapper eine einheitliche Schnittstelle bereitstellt, die die Unterschiede in den Protokollen oder Datenformaten verschiedener Systeme überbrückt.
Praxisbeispiele fuer Wrapper-Anwendungen
Der Wrapper einer Webanwendung fängt abweichende Systemanfragen ab, die nicht den erwarteten Eingabeparametern der Systemschnittstelle entsprechen. Eine webbasierte Softwarekomponente erwartet beispielsweise Eingaben in englischer Sprache, regelmäßig erhält das System vom User abweichende Daten, z.B. in anderen Sprachen oder in abweichenden Datenformaten wie z.B. metrische Dateneingaben. Um fortlaufend produzierte Systemfehler der Webanwendung abzufangen erweitert der Programmierer die Eingabeschnittstelle für Daten um einen Wrapper, der das Eingabeformat um andere Sprachen und metrische Eingaben erweitert. Der programmierte Wrapper erfüllt also eine Übersetzungsfunktion, transformiert die Eingabe und leitet diese an die Softwarekomponente die er “umwrappt” weiter.
- Anpassung von Bibliotheken: Wrapper können verwendet werden, um Funktionen einer Bibliothek zu erweitern oder zu ändern, ohne die Bibliothek selbst zu modifizieren. Dies ist nützlich, wenn Bibliotheken von Drittanbietern verwendet werden, deren Quellcode nicht zugänglich ist.
- Schnittstellenintegration: Sie ermöglichen die Integration von Softwarekomponenten, die unterschiedliche Schnittstellen verwenden. Beispielsweise kann ein Wrapper dazu dienen, eine alte API so zu umschließen, dass sie mit neueren Systemen kompatibel ist.
- Softwaretests: In Testszenarien können Wrapper dazu verwendet werden, bestimmte Teile des Codes zu isolieren oder Mock-Objekte bereitzustellen, um eine unabhängige Überprüfung der Funktionalität zu ermöglichen.
Mit dem Wrapper-Konzept Software modifizierbar gestalten
Wrapper umhüllen andere Softwarekomponenten und werden in der Programmierung verwendet um Applikationen und Code möglichst einfach modifizierbar zu gestalten.
Legacy-Systemintegration
Ein Unternehmen könnte einen Wrapper verwenden, um eine alte, aber kritische Unternehmensanwendung so zu umschließen, dass sie mit neuerer Software kommunizieren kann, ohne dass eine komplette Neuschreibung erforderlich ist.
API-Abstraktion
Ein Entwicklerteam könnte Wrapperschichten erstellen, um eine abstrakte Schnittstelle für verschiedene Drittanbieter-Zahlungsdienste zu bieten, sodass der Hauptcode unverändert bleibt, auch wenn die zugrunde liegenden Dienste ausgetauscht werden.
Diese Beispiele verdeutlichen, wie Wrapper in realen Softwareprojekten eingesetzt werden, um Flexibilität, Wartbarkeit und Interoperabilität zu verbessern.
Wrapperadapter als Softwareadapter und API nutzen
Im einfachsten Fall ist der Wrapper quasi ein Softwareadapter, der inkompatible Systeme miteinander verbindet. Dazu greift der Wrapper auf die Daten aus der angebundenen Schnittstelle zu, transformiert die Daten in vordefinierter Weise und leitet die Daten an sein Zielsystem weiter. Ebenso lassen sich Wrapperdienste für Export von Daten nutzen.
Softwarekomponente Wrapper, Wrapper-Frameworks und Wrapper-Klassen
Wrapper fuer Client-Server Umgebungen nutzen
IT Security Wrapper – Sicherheitsaspekte durch das Wrapper Konzept für Software nutzen
Security-Wrapper fuer IT-Sicherheitskonzepte verwenden
Ebenso lassen sich Wrapperanwendungen als Security-Wrapper zur Laufzeitüberwachung von Anwendungen oder Webservern konstruieren. Solche Sicherheitswrapper haben die Aufgabe, das Verhalten von Schnittstellen oder API-Komponenten zu beobachten, beispielsweise um aktuelle Systemvariablen mit einer vorgegebenen Sicherheitsspezifikation abzugleichen.
Sicherheitsaspekte: Der effektive Beitrag von Wrappern zur IT-Sicherheit
Wrapper können einen signifikanten Beitrag zur IT-Sicherheit in Softwareanwendungen leisten. Dies geschieht hauptsächlich durch die Isolation von Komponenten, die Überwachung von Interaktionen und die Implementierung zusätzlicher Sicherheitsschichten. Im Folgenden werden diese Aspekte detailliert erläutert.
Isolation und Kontrolle von Komponenten:
- Kapselung: Wrapper kapseln häufig genutzte Funktionen oder Bibliotheken und isolieren diese von anderen Systemteilen. Diese Isolation kann verhindern, dass Sicherheitslücken in einer Komponente sich auf den gesamten Anwendungsbereich ausbreiten.
- Zugriffskontrolle: Durch die Implementierung von Wrappern können Zugriffsrechte und -regeln effektiv durchgesetzt werden. Wrapper können so konfiguriert werden, dass sie nur sichere und autorisierte Operationen zulassen, wodurch das Risiko unerwünschter oder gefährlicher Interaktionen verringert wird.
Ueberwachung und Validierung:
- Überwachung von Schnittstellen: Wrapper können dazu verwendet werden, den Datenverkehr zwischen verschiedenen Modulen oder externen Quellen zu überwachen. Dies ermöglicht die Erkennung und Abwehr von ungewöhnlichen oder potenziell schädlichen Anfragen.
- Validierung: Wrapper bieten eine zusätzliche Ebene, um eingehende Daten zu validieren, bevor sie an die Kernanwendung weitergeleitet werden. Dies schließt die Überprüfung auf Malware, das Filtern von Eingaben (Input-Sanitization) und das Erkennen von Anomalien ein.
Implementierung zusaetzlicher Sicherheitsfunktionen:
- Verschlüsselung und Tokenisierung: Wrapper können benutzt werden, um sensible Daten zu verschlüsseln oder zu tokenisieren, bevor sie durch das System bewegt werden. Dies schützt die Daten sowohl bei der Übertragung als auch bei der Speicherung.
- Anwendungsspezifische Sicherheitsregeln: Spezielle Sicherheitswrapper können entwickelt werden, um anwendungsspezifische Sicherheitsregeln und -protokolle zu implementieren, die über die grundlegenden Sicherheitsmaßnahmen des Systems hinausgehen.
Praktische Anwendung:
- API-Security-Wrappers: Ein API-Security-Wrapper kann eingehende API-Anfragen überprüfen, um sicherzustellen, dass sie authentifiziert, autorisiert und frei von schädlichem Inhalt sind.
- Datenbank-Wrapper: Ein Wrapper um eine Datenbank könnte dazu dienen, SQL-Injection-Angriffe zu erkennen und zu verhindern, indem er alle eingehenden Anfragen überprüft und filtert.
Damit leisten Wrapper einen wesentlichen Beitrag zur Verbesserung der IT-Sicherheit in Softwareanwendungen. Durch ihre Fähigkeit, Komponenten zu isolieren, den Datenverkehr zu überwachen und zu kontrollieren sowie zusätzliche Sicherheitsebenen zu implementieren, sind sie ein wertvolles Werkzeug im Arsenal der Softwareentwickler, um robustere und sicherere Anwendungen zu erstellen.
Vorteile des Wrapper-Konzepts
Das Wrapper-Konzept ist vielseitig nutzbar und bietet viele Vorteile.
Verbesserung der Codelesbarkeit
Die Verwendung von Wrappern trägt wesentlich zur Verbesserung der Codelesbarkeit bei. Indem die Komplexität in den Wrapper verlagert wird, bleibt der Hauptcode übersichtlicher und einfacher zu verstehen. Wrapper fungieren als abstrahierte Schicht, die es Entwicklern ermöglicht, sich auf die Kernlogik zu konzentrieren, während technische Details und spezifische Implementierungen in den Hintergrund treten.
Vereinfachung von Updates
Wrapper erleichtern das Update-Management erheblich. Änderungen in externen Bibliotheken oder APIs erfordern nicht mehr, dass der Hauptcode vollständig überarbeitet wird. Stattdessen können Anpassungen gezielt am Wrapper vorgenommen werden, was Zeit spart und die Gefahr von Fehlern reduziert. Diese Flexibilität ist besonders wertvoll in schnelllebigen Entwicklungsumgebungen.
Erleichterung der Fehlerbehebung
Durch die klare Abgrenzung der Schnittstelle, die der Wrapper bietet, lassen sich Fehlerquellen schneller identifizieren und isolieren. Dies erleichtert die Fehlersuche und -behebung, da Probleme direkt in der Wrapper-Schicht adressiert werden können, ohne tief in den Kerncode eintauchen zu müssen.
Erhoehung der Systemstabilität
Wrapper können helfen, die Stabilität des Systems zu erhöhen, indem sie eine zusätzliche Schutzschicht bieten. Sie fangen potenzielle Probleme auf, die durch externe Komponenten verursacht werden könnten.
Foerderung der Wiederverwendbarkeit
Durch die Verwendung von Wrappern wird es einfacher, bestehende Codebestandteile in verschiedenen Kontexten wiederzuverwenden. Dies fördert die Wiederverwendbarkeit von Code und unterstützt eine effiziente Softwareentwicklung.
Ermoeglichung der Plattformunabhaengigkeit
Wrapper ermöglichen es, Softwarekomponenten auf verschiedenen Plattformen einzusetzen, ohne die Kernlogik ändern zu müssen. Dies ist besonders nützlich in heterogenen Systemlandschaften.
Unterstuetzung der Sprachenunabhaengigkeit
Wrapper können auch dazu verwendet werden, Funktionen in einer Sprache zugänglich zu machen, die ursprünglich in einer anderen Sprache geschrieben wurden. Dies eröffnet die Möglichkeit, die besten Werkzeuge und Sprachen für spezifische Aufgaben zu nutzen, unabhängig von der primären Entwicklungssprache.
Insgesamt verbessert das Wrapper-Konzept die Softwareentwicklung, indem es Flexibilität, Wartbarkeit und Skalierbarkeit fördert, was zu effizienteren und robusteren Softwarelösungen führt.
