C++簡単なポートスキャナを作ってみた!

ポートスキャナ (Port Scanner) は、ネットワーク上のコンピュータに対し、どの TCP/UDP ポートが通信可能 (開いている) 状態にあるかを調査するプログラム。サーバーがどのようなサービス (例: Web サーバーならポート 80 や 443、SSH ならポート 22) を提供しているかを特定するために使われる。

システム管理者による正当なネットワーク管理や脆弱性診断で使われる一方、攻撃者による不正アクセスの準備段階 (偵察) でも悪用される。

ポートスキャンには TCP SYN スキャンや TCP Connect スキャンなど様々な手法があるが、今回は最もシンプルで実装が容易な TCP Connect スキャンを採用する。

これは、Windows が提供するネットワーク通信機能 WinSock (Windows Sockets) を利用して実装する。

TCP Connect スキャンの動作 #

TCP Connect スキャンは、通常の TCP 通信と同じように、対象のポートに対して 完全な接続 (3 ウェイ・ハンドシェイク) を試みる手法。

メイン関数 (main) — 初期化と引数解析 #

プログラムの起点。まず WSAStartup で WinSock ライブラリを使用するための初期化処理を行う。次に、argc (引数の数) と argv (引数の配列) を使って、コマンドラインから -ip <IP> と -p <PORT> の形式で引数を受け取る。

std::stoi は、文字列で受け取ったポート番号を数値 (int) に変換するために使用。最後に、引数が正しく指定されているかを確認し、スキャン処理を実行する。

int main(int argc, char* argv[]) {

    WSADATA wsaData;
    int result = WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);
    if (result != 0) {
        std::cerr << "WSAStartup failed: " << result << std::endl;
        return 1;
    }

    std::string targetIP;
    int targetPort = 0;

    // --- コマンドライン引数の解析 ---
    for (int i = 1; i < argc; ++i) {
        std::string arg = argv[i];

        if (arg == "-ip") {
            if (i + 1 < argc) {
                targetIP = argv[i + 1];
                i++;
            }
        } else if (arg == "-p") {
            if (i + 1 < argc) {
                try {
                    targetPort = std::stoi(argv[i + 1]);
                    i++;
                } catch (const std::exception&) {
                    std::cerr << "Error: Invalid port number." << std::endl;
                    WSACleanup();
                    return 1;
                }
            }
        }
    }

    if (targetIP.empty() || targetPort == 0) {
        std::cerr << "Usage: " << (argc > 0 ? argv[0] : "program.exe")
                  << " -ip <ip_address> -p <port>" << std::endl;
        WSACleanup();
        return 1;
    }

    // --- スキャン処理 ---
    if (isPortOpen(targetIP, targetPort)) {
        std::cout << targetIP << ":" << targetPort << " is OPEN" << std::endl;
    } else {
        std::cout << targetIP << ":" << targetPort << " is CLOSED or FILTERED" << std::endl;
    }

    WSACleanup();
    return 0;
}

ポートスキャン関数 (isPortOpen) #

ここがスキャン処理の核心部。

bool isPortOpen(const std::string& ip, int port) {
    SOCKET sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (sock == INVALID_SOCKET) {
        return false;
    }

    sockaddr_in server_addr;
    ZeroMemory(&server_addr, sizeof(server_addr));
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = htons(port); // ポート番号をネットワークバイトオーダーに変換

    // IPアドレス文字列をバイナリ形式に変換
    if (inet_pton(AF_INET, ip.c_str(), &server_addr.sin_addr) <= 0) {
        closesocket(sock);
        return false;
    }

    bool isOpen = false;
    // 接続を試行
    if (connect(sock, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr)) != SOCKET_ERROR) {
        isOpen = true;
    }

    closesocket(sock);
    return isOpen;
}

攻撃者はポートスキャンを **「攻撃の入り口探し」**に利用する。

攻撃の流れ #

ポートスキャンは、こうした一連の攻撃の最初のステップとなる。

Shodan / Censys という「常時スキャナ」 #

近年は Shodan や Censys といったサービスが、世界中のインターネットを常時スキャンして公開ホストのデータベース化を行っている。攻撃者はこれらのサービスで「特定のバージョンの脆弱なサーバ」を検索するだけで、ターゲットリストを瞬時に手に入れられる。

ポートスキャンへの対策は、サーバー防御の基本。

今回の TCP Connect スキャンは、対象サーバーのログに接続試行の記録が残りやすいため、検知されやすいスキャン手法でもある。