소개
포트 스캐너 만들기 실습에 오신 것을 환영합니다.
포트 스캐너는 대상 시스템에서 열려 있는 포트와 실행 중인 서비스를 식별하는 데 사용되는 네트워크 보안의 핵심 도구입니다. Nmap 과 같은 도구는 매우 강력하지만, 사이버 보안 전문가나 네트워크 엔지니어를 꿈꾸는 사람이라면 이러한 도구가 내부적으로 어떻게 작동하는지 이해하는 것이 필수적입니다.
이번 실습에서는 Python 을 사용하여 나만의 커스텀 TCP 포트 스캐너를 처음부터 구축합니다. 먼저 명령줄 인자를 파싱하는 것부터 시작하여, 포트가 열려 있는지 확인하기 위한 핵심 소켓 연결 로직을 구현합니다. 그 후, 도구를 견고하게 만들기 위해 예외 처리를 추가하고, 마지막으로 멀티스레딩을 구현하여 스캔 속도를 획기적으로 높입니다. 이 실습을 마칠 때쯤이면 기능적이고 빠른 포트 스캐너를 갖게 되며, Python 네트워크 프로그래밍에 대한 탄탄한 이해를 얻게 될 것입니다.
이 실습의 교육적 목표는 Nmap 과 같은 성숙한 도구를 대체하는 것이 아닙니다. 입력 처리, 연결 시도, 타임아웃, 결과 해석 및 성능 트레이드오프와 같이 해당 도구들이 자동화하는 내부 구성 요소들을 직접 경험해보는 데 있습니다. 기본적인 스캐너를 직접 만들어 보면, 전문적인 스캐너의 작동 방식이 훨씬 더 명확하게 이해될 것입니다.
명령줄 인자 파싱
이 단계에서는 명령줄 인자를 받을 수 있는 Python 스크립트를 생성하여 포트 스캐너의 기초를 다집니다. 명령줄 인자를 사용하면 사용자가 코드를 수정하지 않고도 대상 IP 주소와 스캔할 포트 범위를 지정할 수 있습니다.
이는 도구의 로직과 사용자 입력을 분리하는 좋은 예입니다. 훌륭한 보안 도구는 코드는 그대로 유지하면서 운영자가 명령줄에서 매개변수를 변경할 수 있기 때문에 재사용성이 높습니다.
사용자 친화적인 명령줄 인터페이스를 쉽게 작성할 수 있도록 Python 의 내장 argparse 모듈을 사용하겠습니다.
먼저 프로젝트 디렉토리에 있는지 확인하세요. 이곳에서 Python 스크립트를 생성하고 실행하게 됩니다.
cd ~/project
nano 텍스트 편집기를 사용하여 scanner.py라는 새 파일을 만듭니다.
nano scanner.py
다음 코드를 복사하여 편집기에 붙여넣으세요. 이 코드는 argparse 모듈을 가져오고 대상 IP 와 포트 범위를 처리하는 함수를 정의합니다.
import argparse
import sys
def get_arguments():
parser = argparse.ArgumentParser(description="A simple TCP port scanner")
parser.add_argument("-t", "--target", dest="target", help="Target IP address", required=True)
parser.add_argument("-p", "--ports", dest="ports", help="Port range to scan (e.g., 1-1024)", default="1-1024")
options = parser.parse_args()
return options
if __name__ == "__main__":
options = get_arguments()
## Extract the target and ports from the user's input
target_ip = options.target
ports_input = options.ports
print(f"[*] Target set to: {target_ip}")
print(f"[*] Port range set to: {ports_input}")
Ctrl+O를 누른 다음 Enter를 눌러 파일을 저장하세요. 다음 단계로 바로 넘어가려면 nano를 종료하지 않고 계속 편집해도 됩니다. 터미널로 돌아가고 싶을 때만 Ctrl+X를 사용하세요.
이제 Python 으로 스크립트를 실행하여 테스트해 보겠습니다. localhost IP(127.0.0.1) 와 짧은 포트 범위 (7990-8010) 를 전달합니다.
python3 scanner.py -t 127.0.0.1 -p 7990-8010
다음과 유사한 출력이 표시되어야 합니다.
[*] Target set to: 127.0.0.1
[*] Port range set to: 7990-8010
-t 인자 없이 스크립트를 실행하면 argparse가 자동으로 오류 메시지를 생성하고 올바른 사용법을 보여주므로, 터미널에서 도구를 더 쉽게 사용할 수 있습니다.
소켓 연결 로직 구현
이 단계에서는 포트 스캐너의 핵심 기능인 소켓 연결을 구현합니다.
프로토콜 수준에서 기본적인 TCP 연결 스캔은 간단합니다. 대상 포트에 TCP 연결을 시도하고 성공 여부를 관찰하는 것입니다. 이 하나의 아이디어만으로도 수많은 포트 스캐너의 동작을 설명할 수 있습니다.
소켓은 컴퓨터 네트워크를 통해 데이터를 주고받기 위한 엔드포인트입니다. 포트가 열려 있는지 확인하기 위해 스캐너는 특정 포트의 대상 IP 주소로 TCP 연결을 시도합니다. 연결에 성공하면 포트가 열려 있는 것이고, 실패하거나 타임아웃되면 포트가 닫혀 있거나 필터링된 것입니다.
scanner.py가 nano에서 열려 있다면 계속 편집하세요. 그렇지 않다면 다시 엽니다.
nano ~/project/scanner.py
socket 모듈을 포함하고 스캔 로직을 추가하도록 코드를 업데이트하세요. 파일의 전체 내용을 다음 코드로 교체합니다.
import argparse
import sys
import socket
def get_arguments():
parser = argparse.ArgumentParser(description="A simple TCP port scanner")
parser.add_argument("-t", "--target", dest="target", help="Target IP address", required=True)
parser.add_argument("-p", "--ports", dest="ports", help="Port range to scan (e.g., 1-1024)", default="1-1024")
return parser.parse_args()
def scan_port(ip, port):
## Create a new socket using the IPv4 address family and TCP protocol
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
## Set a timeout of 1 second so the scanner doesn't hang on closed ports
sock.settimeout(1)
## connect_ex returns 0 if the connection was successful
result = sock.connect_ex((ip, port))
if result == 0:
print(f"[+] Port {port} is OPEN")
## Always close the socket after using it
sock.close()
if __name__ == "__main__":
options = get_arguments()
target_ip = options.target
## Parse the start and end ports from the input string
start_port, end_port = map(int, options.ports.split('-'))
print(f"[*] Scanning target {target_ip} from port {start_port} to {end_port}...\n")
## Loop through the specified range and scan each port sequentially
for port in range(start_port, end_port + 1):
scan_port(target_ip, port)
print("\n[*] Scan completed.")
Ctrl+O와 Enter로 파일을 저장하세요. 진행 상황을 확인하고 싶지 않다면 다음 단계로 바로 넘어가도 됩니다.
이 코드에서 socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)은 TCP 소켓을 생성합니다. connect_ex() 메서드는 연결 실패 시 예외를 발생시키는 대신 오류 표시기 (성공 시 0) 를 반환하므로 코드를 깔끔하게 유지할 수 있어 스캐너에 매우 유용합니다.
로컬 머신을 대상으로 업데이트된 스크립트를 실행해 보세요. 실습 환경에는 포트 8000 에서 실행 중인 숨겨진 웹 서버가 있으므로, 이를 포함하는 범위를 스캔해 보겠습니다.
python3 scanner.py -t 127.0.0.1 -p 7990-8010
다음과 유사한 출력이 표시되어 포트 8000이 열려 있음을 성공적으로 식별해야 합니다.
[*] Scanning target 127.0.0.1 from port 7990 to 8010...
[+] Port 8000 is OPEN
[*] Scan completed.
실습 환경에 따라 출력에 다른 열린 포트가 보일 수도 있습니다. 이 단계에서 중요한 결과는 포트 8000이 열려 있는 것으로 나타나는 것입니다.
연결 예외 처리
이 단계에서는 예외 처리를 추가하여 스캐너를 더욱 견고하게 만듭니다.
보안 도구는 잘못된 입력, 도달할 수 없는 호스트, 느린 네트워크, 중단된 실행 등 불완전한 조건에서 많은 시간을 보냅니다. 예외 처리는 장식이 아닙니다. 실제 운영 중에 도구를 사용할 수 있게 만드는 과정의 일부입니다.
네트워크 작업은 예측할 수 없습니다. 사용자가 잘못된 호스트 이름을 제공하거나, 네트워크가 끊기거나, 사용자가 Ctrl+C를 눌러 스캔을 중간에 취소하고 싶을 수 있습니다. 적절한 예외 처리가 없으면 Python 스크립트가 충돌하고 사용자에게 보기 흉한 트레이스백 오류가 표시됩니다.
try-except 블록을 사용하여 이러한 특정 오류를 포착하고 우아하게 처리하겠습니다.
scanner.py를 계속 편집 중이라면 동일한 nano 세션에서 작업하세요. 그렇지 않다면 다시 엽니다.
nano ~/project/scanner.py
예외 처리를 포함하도록 코드를 업데이트하세요. 내용을 다음 업데이트된 버전으로 교체합니다.
import argparse
import sys
import socket
def get_arguments():
parser = argparse.ArgumentParser(description="A simple TCP port scanner")
parser.add_argument("-t", "--target", dest="target", help="Target IP address", required=True)
parser.add_argument("-p", "--ports", dest="ports", help="Port range to scan (e.g., 1-1024)", default="1-1024")
return parser.parse_args()
def scan_port(ip, port):
try:
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.settimeout(1)
result = sock.connect_ex((ip, port))
if result == 0:
print(f"[+] Port {port} is OPEN")
sock.close()
except socket.gaierror:
## This exception is raised for address-related errors, like an invalid hostname
print("\n[-] Hostname could not be resolved.")
sys.exit(1)
except socket.error:
## This catches general socket errors
print("\n[-] Could not connect to server.")
sys.exit(1)
if __name__ == "__main__":
options = get_arguments()
target_ip = options.target
try:
start_port, end_port = map(int, options.ports.split('-'))
except ValueError:
print("[-] Invalid port format. Please use start-end (e.g., 1-1024)")
sys.exit(1)
print(f"[*] Scanning target {target_ip} from port {start_port} to {end_port}...\n")
try:
for port in range(start_port, end_port + 1):
scan_port(target_ip, port)
except KeyboardInterrupt:
## This catches the Ctrl+C signal from the user
print("\n[-] Scan canceled by user. Exiting...")
sys.exit(1)
print("\n[*] Scan completed.")
Ctrl+O와 Enter로 파일을 저장하세요. 예외 처리를 즉시 테스트하려면 Ctrl+X로 종료하고 아래 명령을 실행하세요. 그렇지 않다면 마지막 단계로 바로 넘어가서 완성된 스캐너를 실행할 준비가 되었을 때만 nano를 종료해도 됩니다.
이제 예외 처리를 테스트해 보겠습니다. 잘못된 포트 형식을 사용하여 스크립트를 실행하여 ValueError를 트리거해 보세요.
python3 scanner.py -t 127.0.0.1 -p 8000,8001
Python 충돌 대신 깔끔한 오류 메시지가 표시되어야 합니다.
[-] Invalid port format. Please use start-end (e.g., 1-1024)
다음으로, 넓은 범위의 포트에 대해 스캔을 시작하고 실행 중에 키보드에서 Ctrl+C를 눌러 취소해 보세요.
python3 scanner.py -t 127.0.0.1 -p 1-5000
Ctrl+C를 누르면 스크립트가 KeyboardInterrupt를 포착하고 우아하게 종료됩니다.
[*] Scanning target 127.0.0.1 from port 1 to 5000...
[-] Scan canceled by user. Exiting...
스캔이 중단하기 전에 완료되면 1-9000과 같이 더 넓은 범위로 다시 실행한 다음 실행 중에 Ctrl+C를 누르세요.
속도를 위한 멀티스레딩 추가
마지막 단계에서는 현재 스캐너의 가장 큰 문제인 속도를 해결합니다.
현재 스캐너는 한 번에 하나의 포트만 확인합니다. 포트가 필터링되어 타임아웃까지 1 초가 걸린다면 1,000 개의 포트를 스캔하는 데 1,000 초가 걸립니다. 이를 해결하기 위해 멀티스레딩을 사용합니다. 멀티스레딩을 사용하면 프로그램이 여러 작업을 동시에 실행할 수 있습니다. 다음 포트 확인을 시작하기 전에 이전 확인이 완료되기를 기다리는 대신, 모든 포트에 대해 새로운 스레드를 생성합니다.
scanner.py를 열어두었다면 계속 편집하세요. 그렇지 않다면 다시 엽니다.
nano ~/project/scanner.py
threading 모듈을 가져오고 메인 루프를 업데이트하여 스레드를 사용하도록 합니다. 내용을 이 최종 버전으로 교체하세요.
import argparse
import sys
import socket
import threading
def get_arguments():
parser = argparse.ArgumentParser(description="A simple TCP port scanner")
parser.add_argument("-t", "--target", dest="target", help="Target IP address", required=True)
parser.add_argument("-p", "--ports", dest="ports", help="Port range to scan (e.g., 1-1024)", default="1-1024")
return parser.parse_args()
def scan_port(ip, port):
try:
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.settimeout(1)
result = sock.connect_ex((ip, port))
if result == 0:
print(f"[+] Port {port} is OPEN")
sock.close()
except (socket.gaierror, socket.error):
pass
if __name__ == "__main__":
options = get_arguments()
target_ip = options.target
try:
start_port, end_port = map(int, options.ports.split('-'))
except ValueError:
print("[-] Invalid port format. Please use start-end (e.g., 1-1024)")
sys.exit(1)
print(f"[*] Scanning target {target_ip} from port {start_port} to {end_port}...\n")
try:
## Create a list to keep track of active threads
threads = []
for port in range(start_port, end_port + 1):
## Create a new thread for each port scan
thread = threading.Thread(target=scan_port, args=(target_ip, port))
threads.append(thread)
thread.start()
## Wait for all threads to complete before exiting
for thread in threads:
thread.join()
except KeyboardInterrupt:
print("\n[-] Scan canceled by user. Exiting...")
sys.exit(1)
print("\n[*] Scan completed.")
파일을 저장 (Ctrl+O, Enter) 하고 종료 (Ctrl+X) 하세요.
threading.Thread(target=scan_port, args=(target_ip, port))를 어떻게 추가했는지 확인하세요. 이는 Python 에게 scan_port 함수를 백그라운드에서 실행하라고 지시합니다. thread.join() 루프는 메인 프로그램이 "Scan completed."를 출력하기 전에 모든 백그라운드 스캔이 완료될 때까지 기다리도록 보장합니다.
이제 넓은 범위의 포트에 대해 스캔을 실행해 보세요. 이전의 순차적 버전보다 훨씬 빠르게 완료되는 것을 확인할 수 있습니다.
python3 scanner.py -t 127.0.0.1 -p 1-9000
출력은 다음과 유사하게 나타납니다.
[*] Scanning target 127.0.0.1 from port 1 to 9000...
[+] Port 8000 is OPEN
[*] Scan completed.
실습 환경에서 실행 중인 서비스에 따라 8000 외에 추가로 열린 포트가 보일 수 있습니다. 이는 정상입니다.
이제 Python 으로 빠르고 멀티스레딩이 가능한 TCP 포트 스캐너를 성공적으로 구축했습니다.
요약
이 실습에서 여러분은 Python 을 사용하여 커스텀 멀티스레드 TCP 포트 스캐너를 처음부터 성공적으로 구축했습니다. 도구를 유연하게 만들기 위해 argparse 모듈을 사용하여 명령줄 인자를 파싱하는 방법을 배우는 것으로 시작했습니다. 그런 다음 열린 포트를 감지하기 위해 소켓 연결을 구현하여 네트워크 프로그래밍에 깊이 파고들었습니다. 도구를 견고하게 만들기 위해 네트워크 오류와 사용자 중단을 우아하게 관리하는 예외 처리를 추가했습니다. 마지막으로 멀티스레딩을 구현하여 느린 순차적 스크립트를 고속 동시 스캐너로 변환했습니다.
이 실습 경험은 전문적인 네트워크 스캔 도구가 내부적으로 어떻게 작동하는지 명확히 밝혀주며, 네트워크 보안 및 Python 개발에 대한 추가 탐구를 위한 강력한 기반을 제공합니다.
