Сканим на Python. Как написать и улучшить собственный сканер портов

Сна­чала мы изу­чим теоре­тичес­кую часть: как вооб­ще работа­ет соеди­нение, как оно уста­нав­лива­ется и как мож­но исполь­зовать эти механиз­мы. Тут я покажу «пло­хую» реали­зацию ска­нера. Затем мы раз­берем ска­нер здо­рово­го челове­ка и реали­зуем его самос­тоятель­но.

Теория

Для начала пос­мотрим, как сетевые устрой­ства вза­имо­дей­ству­ют друг с дру­гом в клас­сичес­ком слу­чае. Для это­го исполь­зуют­ся сокеты, которые упро­щен­но мож­но изоб­разить как тру­бы. При этом у каж­дой тру­бы два кон­ца — это и есть сокеты. Один конец тру­бы находит­ся на одном компь­юте­ре, дру­гой — на дру­гом, а прог­раммы могут что‑то помещать в такие «тру­бы» или читать из них.

Су­щес­тву­ет два типа сокетов: TCP и UDP. Они отли­чают­ся тем, что про­исхо­дит в пути от одно­го кон­ца тру­бы к дру­гому. TCP-сокет гаран­тиру­ет, что пакеты будут дос­тавле­ны до дру­гого кон­ца тру­бы в нуж­ном поряд­ке и без потерь — если это вооб­ще воз­можно, разуме­ется. А вот UDP-сокеты работа­ют на ско­рость и могут потерять или перепу­тать пакеты по дороге.

Ви­деос­вязь, нап­ример, отлично исполь­зует пре­иму­щес­тва UDP. Если с каналом вдруг что‑то не так, какие‑то пакеты прос­то потеря­ются, а оставши­еся дой­дут в срок, и какая‑никакая кар­тинка все рав­но будет.

Пишем сканер на сокетах

Этот ска­нер — самый прос­той и оче­вид­ный. Что­бы узнать, какие пор­ты откры­ты, мож­но прос­то поп­робовать под­клю­чить­ся к ним пооче­ред­но и пос­мотреть, что будет.

Все при­меры кода при­вожу на Python 3.10, а работать я пред­почитаю в PyCharm, хотя и не навязы­ваю тебе свой выбор.

Соз­даем прог­рамму и импорти­руем основные модули:

За­пом­ним вре­мя запус­ка прог­раммы — в даль­нейшем это при­годит­ся, что­бы узнать вре­мя ска­ниро­вания.

Хра­нить пары из пор­тов и наз­ваний сер­висов будем пря­мо в коде. При желании можешь про­апгрей­дить этот метод, нап­ример до фай­лов JSON.

Пре­обра­зуем передан­ный аргу­мент в IP-адрес. Для это­го скор­мим пер­вый аргу­мент коман­дной стро­ки нашего ска­нера фун­кции socket.gethostbyname(string) — бонусом получим раз­решение DNS, если переда­но домен­ное имя, а не IP-адрес.

Те­перь в цик­ле обой­дем все пор­ты из спис­ка и про­верим воз­можность под­клю­чения к ним. Если порт зак­рыт, будет вызывать­ся исклю­чение, которое мы перех­ватим, и прог­рамма не вылетит.

В кон­це работы сох­раня­ем вре­мя окон­чания и выводим на экран дли­тель­ность ска­ниро­вания.

Те­перь, что­бы про­тес­тировать работу нашего ска­нера, откро­ем тер­минал, перей­дем в пап­ку со ска­нером и выпол­ним коман­ду

Са­мо собой, вмес­то IP в при­мере мож­но ука­зать любой хост.

Да­вай пос­мотрим, как это выг­лядит со сто­роны сер­вера. Для это­го вос­поль­зуем­ся ста­рич­ком Netcat. Ска­чай его и запус­ти сле­дующим обра­зом:

В сосед­нем тер­минале запус­каем наш ска­нер изу­чать наш собс­твен­ный IP-адрес. Пос­мотреть его мож­но в выводе коман­ды ipconfig /all. В резуль­тате в окне с Netcat про­изой­дет сле­дующее.

На скрин­шоте вид­но, что было уста­нов­лено пол­ноцен­ное соеди­нение, и, конеч­но, в реаль­нос­ти любая прог­рамма тоже это уви­дит, то есть незамет­но прос­каниро­вать кого‑то таким обра­зом не получит­ся.

Так­же давай теперь прос­каниру­ем сер­вер scanme.nmap.org (имен­но его IP был в пер­вом при­мере). Резуль­таты будут выг­лядеть при­мер­но так:

Ска­нер нашел два откры­тых пор­та — 22 и 80. Но если прос­каниро­вать этот же хост при помощи Nmap, уви­дим, что откры­тых пор­тов нам­ного боль­ше.

По­чему так? Nmap про­ходит по зна­читель­но боль­шему спис­ку пор­тов, чем наш ска­нер, и, соот­ветс­твен­но, видит боль­ше. Если мы добавим эти пор­ты в наш ска­нер, он тоже их най­дет.

По­нят­но, что такой ска­нер вряд ли при­меним в реаль­ных усло­виях, кро­ме сов­сем уж экзо­тичес­ких: нап­ример, ког­да ска­ниро­вать надо с машины, на которую невоз­можно дос­тавить пол­ноцен­ный ска­нер, но на которой уже есть Python.

Да­вай луч­ше поп­робу­ем сде­лать ска­нер, который не ста­нет так палить­ся и работать будет куда быс­трее.