ポートスキャナー

1. アプリ概要

IPアドレスと対象ポート範囲を指定して開放ポートをスキャン表示するネットワークツール。socket・thread活用。

このアプリはnetworkカテゴリの実践的なPythonアプリです。使用ライブラリは tkinter（標準ライブラリ）、難易度は ★★★ です。

このアプリは「ネットワーク」カテゴリです。ネットワーク連携は Python の代表的な活用領域で、I/O 待ちと UI 更新の関係や非同期処理の考え方が他の Web API 連携にも直接活きます。tkinter（標準ライブラリ） を活かして実装するこの構造は、他のアプリにも応用が効きます。

完成形を見てから細部の解説に進む流れが効果的です。実行→気になる箇所を解説で確認→自分の手で改造、というサイクルで定着が早まります。

カスタマイズ章では具体的な拡張アイデアを示しています。一つ実装するごとに動作確認することで、変更が予期せぬ副作用を起こさないかも体感できます。

2. 機能一覧

• ループで生成するボタン群を _set_preset() に接続
• 「▶ スキャン開始」ボタン（_start()）・「⏹ 停止」ボタン（_stop()）・「📋 コピー」ボタン（_copy_results()）で操作
• ttk.Treeview による表形式の一覧表示
• messagebox.showerror() によるダイアログ通知
• ウィンドウはタイトル「ポートスキャナー」・サイズ 860x600 で起動

3. 事前準備・環境

Windows 11（実機）で起動と基本操作を確認しています（全機能の網羅テストではありません）。Linux Mint 22.3（仮想マシン）では起動と画面表示を確認しました。macOS は標準ライブラリの範囲で動作する想定ですが、未検証です。

• Python 3.10 以上
• OS: Windows 11（実機で起動・基本操作を確認）・Linux Mint 22.3（仮想マシンで起動・画面表示を確認）

スキャンしてよいのは、自分のパソコン（初期値の 127.0.0.1）か、自分が管理する機器だけです。他人の機器や会社・学校のネットワークへ向けると、相手先の規約違反や通信の妨害になることがあり、法的な責任を問われる可能性もあります。管理者の許可なく実行しないでください（詳しくは9章）。

4. 完全なソースコード

import tkinter as tk
from tkinter import ttk, messagebox
import socket
import threading
import ipaddress
from datetime import datetime


COMMON_PORTS = {
    21: "FTP", 22: "SSH", 23: "Telnet", 25: "SMTP", 53: "DNS",
    80: "HTTP", 110: "POP3", 143: "IMAP", 443: "HTTPS", 465: "SMTPS",
    587: "SMTP(TLS)", 993: "IMAPS", 995: "POP3S", 1433: "MSSQL",
    3306: "MySQL", 3389: "RDP", 5432: "PostgreSQL", 6379: "Redis",
    8080: "HTTP-Alt", 8443: "HTTPS-Alt", 27017: "MongoDB",
}


class App066:
    """ポートスキャナー"""

    def __init__(self, root):
        self.root = root
        self.root.title("ポートスキャナー")
        self.root.geometry("860x600")
        self.root.configure(bg="#0d1117")
        self._scanning = False
        self._results = []
        self._build_ui()

    def _build_ui(self):
        header = tk.Frame(self.root, bg="#161b22", pady=6)
        header.pack(fill=tk.X)
        tk.Label(header, text="🔍 ポートスキャナー",
                 font=("Noto Sans JP", 12, "bold"),
                 bg="#161b22", fg="#f0f6fc").pack(side=tk.LEFT, padx=12)
        tk.Label(header,
                 text="※ ローカルホストや自分が管理するサーバーのみにスキャンしてください",
                 bg="#161b22", fg="#f48771", font=("Arial", 8)).pack(
            side=tk.LEFT, padx=4)

        # 設定
        cfg_f = tk.Frame(self.root, bg="#0d1117", pady=6)
        cfg_f.pack(fill=tk.X, padx=8)

        tk.Label(cfg_f, text="ホスト:", bg="#0d1117", fg="#c9d1d9",
                 font=("Arial", 9)).pack(side=tk.LEFT)
        self.host_var = tk.StringVar(value="127.0.0.1")
        ttk.Entry(cfg_f, textvariable=self.host_var,
                  width=20).pack(side=tk.LEFT, padx=4)

        tk.Label(cfg_f, text="開始ポート:", bg="#0d1117", fg="#c9d1d9",
                 font=("Arial", 9)).pack(side=tk.LEFT, padx=(8, 2))
        self.start_port = tk.IntVar(value=1)
        ttk.Spinbox(cfg_f, from_=1, to=65535, textvariable=self.start_port,
                    width=7).pack(side=tk.LEFT)

        tk.Label(cfg_f, text="終了ポート:", bg="#0d1117", fg="#c9d1d9",
                 font=("Arial", 9)).pack(side=tk.LEFT, padx=(8, 2))
        self.end_port = tk.IntVar(value=1024)
        ttk.Spinbox(cfg_f, from_=1, to=65535, textvariable=self.end_port,
                    width=7).pack(side=tk.LEFT)

        tk.Label(cfg_f, text="タイムアウト(ms):", bg="#0d1117", fg="#c9d1d9",
                 font=("Arial", 9)).pack(side=tk.LEFT, padx=(8, 2))
        self.timeout_var = tk.IntVar(value=200)
        ttk.Spinbox(cfg_f, from_=50, to=5000, textvariable=self.timeout_var,
                    width=6).pack(side=tk.LEFT)

        tk.Label(cfg_f, text="並列数:", bg="#0d1117", fg="#c9d1d9",
                 font=("Arial", 9)).pack(side=tk.LEFT, padx=(8, 2))
        self.threads_var = tk.IntVar(value=100)
        ttk.Spinbox(cfg_f, from_=1, to=500, textvariable=self.threads_var,
                    width=5).pack(side=tk.LEFT)

        # プリセット
        preset_f = tk.Frame(self.root, bg="#0d1117", pady=2)
        preset_f.pack(fill=tk.X, padx=8)
        tk.Label(preset_f, text="プリセット:", bg="#0d1117", fg="#8b949e",
                 font=("Arial", 9)).pack(side=tk.LEFT)
        for label, start, end in [
                ("よく使うポート(Top20)", 0, 0),
                ("1-1024", 1, 1024),
                ("1-10000", 1, 10000)]:
            ttk.Button(preset_f, text=label,
                       command=lambda s=start, e=end: self._set_preset(s, e)
                       ).pack(side=tk.LEFT, padx=2)
        self.only_common_var = tk.BooleanVar(value=False)
        tk.Checkbutton(preset_f, text="よく使うポートのみ",
                       variable=self.only_common_var,
                       bg="#0d1117", fg="#c9d1d9", selectcolor="#161b22",
                       activebackground="#0d1117").pack(side=tk.LEFT, padx=8)

        # ボタン
        btn_f = tk.Frame(self.root, bg="#0d1117", pady=4)
        btn_f.pack(fill=tk.X, padx=8)
        self.scan_btn = ttk.Button(btn_f, text="▶ スキャン開始",
                                    command=self._start)
        self.scan_btn.pack(side=tk.LEFT, padx=4)
        ttk.Button(btn_f, text="⏹ 停止",
                   command=self._stop).pack(side=tk.LEFT)
        ttk.Button(btn_f, text="📋 コピー",
                   command=self._copy_results).pack(side=tk.LEFT, padx=8)

        # 進捗
        self.progress = ttk.Progressbar(self.root, mode="determinate")
        self.progress.pack(fill=tk.X, padx=8)

        # 結果
        result_f = tk.Frame(self.root, bg="#0d1117")
        result_f.pack(fill=tk.BOTH, expand=True, padx=8, pady=4)
        cols = ("port", "state", "service", "banner")
        self.tree = ttk.Treeview(result_f, columns=cols, show="headings",
                                  selectmode="browse")
        self.tree.heading("port",    text="ポート")
        self.tree.heading("state",   text="状態")
        self.tree.heading("service", text="サービス")
        self.tree.heading("banner",  text="バナー")
        self.tree.column("port",    width=70,  anchor="center")
        self.tree.column("state",   width=70,  anchor="center")
        self.tree.column("service", width=100, anchor="w")
        self.tree.column("banner",  width=400, anchor="w")
        sb = ttk.Scrollbar(result_f, command=self.tree.yview)
        self.tree.configure(yscrollcommand=sb.set)
        sb.pack(side=tk.RIGHT, fill=tk.Y)
        self.tree.pack(fill=tk.BOTH, expand=True)
        self.tree.tag_configure("open",   foreground="#3fb950")
        self.tree.tag_configure("closed", foreground="#6e7681")

        self.status_var = tk.StringVar(value="スキャン設定を確認してください")
        tk.Label(self.root, textvariable=self.status_var,
                 bg="#21262d", fg="#8b949e", font=("Arial", 9),
                 anchor="w", padx=8).pack(fill=tk.X, side=tk.BOTTOM)

    def _set_preset(self, start, end):
        if start == 0:
            self.only_common_var.set(True)
        else:
            self.only_common_var.set(False)
            self.start_port.set(start)
            self.end_port.set(end)

    def _start(self):
        if self._scanning:
            return
        host = self.host_var.get().strip()
        if not host:
            messagebox.showerror("エラー", "ホストを入力してください")
            return
        self._scanning = True
        self._results = []
        self.tree.delete(*self.tree.get_children())

        if self.only_common_var.get():
            ports = sorted(COMMON_PORTS.keys())
        else:
            p1 = self.start_port.get()
            p2 = self.end_port.get()
            ports = list(range(p1, p2 + 1))

        self.progress["maximum"] = len(ports)
        self.progress["value"] = 0
        self.status_var.set(f"スキャン中: {host}  {len(ports)} ポート...")

        threading.Thread(target=self._do_scan,
                          args=(host, ports), daemon=True).start()

    def _do_scan(self, host, ports):
        timeout = self.timeout_var.get() / 1000
        max_threads = self.threads_var.get()
        semaphore = threading.Semaphore(max_threads)
        lock = threading.Lock()
        scanned = [0]
        open_count = [0]

        def check_port(port):
            if not self._scanning:
                return
            with semaphore:
                if not self._scanning:
                    return
                try:
                    sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
                    sock.settimeout(timeout)
                    result = sock.connect_ex((host, port))
                    banner = ""
                    if result == 0:
                        try:
                            sock.send(b"HEAD / HTTP/1.0\r\n\r\n")
                            banner = sock.recv(128).decode("utf-8",
                                                            errors="replace").strip()
                            banner = banner.splitlines()[0][:60] if banner else ""
                        except Exception:
                            pass
                    sock.close()
                    with lock:
                        scanned[0] += 1
                        if result == 0:
                            open_count[0] += 1
                            service = COMMON_PORTS.get(port, "")
                            self._results.append((port, "OPEN", service, banner))
                            self.root.after(0, self._add_row, port, "OPEN",
                                             service, banner)
                        self.root.after(0, self.progress.configure,
                                         {"value": scanned[0]})
                except Exception:
                    with lock:
                        scanned[0] += 1

        threads = []
        for port in ports:
            if not self._scanning:
                break
            t = threading.Thread(target=check_port, args=(port,), daemon=True)
            threads.append(t)
            t.start()

        for t in threads:
            t.join()

        self.root.after(0, self._scan_done, host, open_count[0], len(ports))

    def _add_row(self, port, state, service, banner):
        self.tree.insert("", tk.END,
                          values=(port, state, service, banner),
                          tags=("open" if state == "OPEN" else "closed",))

    def _scan_done(self, host, open_count, total):
        self._scanning = False
        self.status_var.set(
            f"スキャン完了: {host}  オープン {open_count} / {total} ポート")

    def _stop(self):
        self._scanning = False
        self.status_var.set("スキャンを停止しました")

    def _copy_results(self):
        lines = [f"{p}\t{s}\t{srv}\t{b}" for p, s, srv, b in self._results]
        self.root.clipboard_clear()
        self.root.clipboard_append("\n".join(lines))
        self.status_var.set("結果をコピーしました")


if __name__ == "__main__":
    root = tk.Tk()
    app = App066(root)
    root.mainloop()

5. コード解説

ポートスキャナーのコードを、実際に書かれている実装に沿って解説します。

6. ステップバイステップガイド

このアプリをゼロから自分で作る手順を解説します。コードをコピーするだけでなく、実際に手順を追って自分で書いてみましょう。

1. 1
   ファイルを作成する

   新しいファイルを作成して app066.py と保存します。使うのは datetime・ipaddress・socket・threading・tkinter だけなので、追加インストールは不要です。

2. 2
   クラスの骨格を作る

   App066 クラスを定義し、__init__ と、末尾の root = tk.Tk() ～ mainloop() の最小構成を書いて、まず空のウィンドウが出ることを確認します。

3. 3
   ウィンドウを設定する

   title("ポートスキャナー")・geometry("860x600")・configure(bg="#0d1117") をコンストラクタで設定します。

4. 4
   画面部品を並べる

   _build_ui() の中で、tk.Frame×5・tk.Label×9・ttk.Entry・ttk.Spinbox×4・ttk.Button×3（ほかにループでも生成）・tk.Checkbutton・ttk.Progressbar・ttk.Treeview・ttk.Scrollbar を作って配置します（掲載コードと同じ並び順で書くとレイアウトが一致します）。まず表示だけ確認しましょう。

5. 5
   イベントを接続する

   「2. 機能一覧」で挙げた各ボタンを command= で対応するメソッド（_start()・_stop()・_copy_results()）につなぎます。ループ生成のボタンは command=lambda s=start, e=end: self._set_preset(s, e) の形で接続します。

6. 6
   中心になるメソッドを実装する

   アプリの本体である _add_row()（4行）・_scan_done()（4行）・_start()（24行）など を実装します。

7. 7
   動作確認する

   python app066.py で起動し、各ボタンが反応することを確認します。

7. カスタマイズアイデア

基本機能を習得したら、以下のカスタマイズに挑戦してみましょう。

8. よくある問題と解決法

9. 練習問題

アプリの理解を深めるための練習問題です。気になるものから挑戦してみてください（課題3は定型の発展課題です）。スキャン先は、自分が持っているパソコンや自分が管理する機器だけにしてください。ホスト欄の初期値 127.0.0.1 は、自分のパソコン自身を指します（47行）。他人の機器や会社・学校のネットワークへ向けると、相手先の規約違反や通信の妨害になることがあり、法的な責任を問われる可能性もあります。管理者の許可なく実行しないでください。下の課題1・課題2は、どちらも実際にポートへ接続しないまま確かめられます。課題1・課題2に追加のライブラリは要りません。

1. 課題1：開始ポートが終了ポートより大きいと、何も言わずに0件で終わる

   _start() は range(p1, p2 + 1) でポートの一覧を作ります（156-158行）。開始が終了より大きいと、この一覧は空になります。空でも止まらずスキャンへ進むので、入力の間違いに気づけません。

   期待結果：ホスト欄は初期値の 127.0.0.1 のまま、「よく使うポートのみ」のチェックも外したままにする。「開始ポート」に 1000、「終了ポート」に 100 を入れて「▶ スキャン開始」を押す。エラーは出ず、結果の表も空のまま、下のステータスだけが スキャン完了: 127.0.0.1 オープン 0 / 0 ポート に変わる。直したあとは、その場で間違いを知らせるメッセージが出て、ステータスは変わらない。

   合格条件

   • 開始ポートが終了ポートより大きいときは、スキャンが始まらずメッセージが出る
   • そのあとにもう一度「▶ スキャン開始」を押せる
   • 「よく使うポートのみ」にチェックが入っているときは、今までどおり動く

   ヒント①（どこを触るか）: 触るのは1か所です。_start() の ports = list(range(p1, p2 + 1))（158行）の手前。
   ヒント②（使うもの）: ホストが空のときの断り方が 146-148行にあります。同じ形で messagebox.showerror("エラー", "開始ポートは終了ポート以下にしてください") を出し、return します。値は self.start_port.get() と self.end_port.get()（156-157行）で読めます。
   つまずきやすい点: self._scanning は 149行で先に True になります。戻さずに return すると、次に「▶ スキャン開始」を押しても 143-144行で弾かれ、閉じるまでスキャンできません。チェックが要るのは「よく使うポートのみ」がオフのときだけです。オンのときは COMMON_PORTS の21個を使うので（153-154行）、開始・終了ポートを読んでいません。

2. 課題2：結果が1件も無いのに「📋 コピー」を押すと、クリップボードが空になる

   _copy_results() は中身を確かめずに clipboard_clear() を呼びます（236-239行）。self._results が空だと、貼り付ける文字も空になります。他のアプリでコピーしておいた内容まで消えます。

   期待結果：メモ帳などで適当な文字をコピーしておく。ポートスキャナーを起動し、スキャンを1度もしないまま「📋 コピー」を押す。下のステータスは 結果をコピーしました に変わる。メモ帳へ戻って貼り付けても、さきほどコピーした文字は出てこない。直したあとは、結果が無いことを知らせる表示に変わり、メモ帳の内容はそのまま貼り付けられる。

   合格条件

   • 結果が0件のときは clipboard_clear() まで進まない
   • 結果が0件だと分かる表示（ステータスかメッセージ）が出る
   • OPEN のポートがあるときは、今までどおりタブ区切りの行がコピーされる

   ヒント①（どこを触るか）: 触るのは1か所です。_copy_results() の先頭（236-237行）。
   ヒント②（使うもの）: self._results は 27行で空のリストとして作られ、OPEN のポートが見つかったときだけ 200行で追加されます。if not self._results: で調べ、self.status_var.set("コピーする結果がありません") を出して return します。
   つまずきやすい点: clipboard_clear()（238行）が空にするのは、このアプリの中ではなくパソコン全体のクリップボードです。clipboard_append()（239行）へ空の文字を渡しても、消えた中身は戻りません。self._results はスキャンを始めるたびに _start() の150行で空へ戻るので、前回の結果を残したままコピーすることはできません。

3. 課題3：保存機能の追加

   処理結果をファイルに保存する機能を追加しましょう。