はじめに
本記事の目的
本記事は、Webサーバー上でCGI（Common Gateway Interface）を使って動的なコンテンツを作る仕組みをわかりやすく解説します。技術的な詳細も扱いますが、専門用語は最小限にして具体例で補います。
誰に向けた記事か
プログラミング初心者から中級者、Webサイトの管理や運用に関心がある方を想定しています。簡単なフォーム処理やデータ表示を自分で動かしたい方に役立ちます。
記事の構成と読み方
第2章でCGIの概要を説明し、第3章で仕組み、第4章でメリット、第5章で具体的な活用例を示します。第6章ではWebサーバーとの連携方法、第7章ではエラーや脆弱性の注意点、第8章でAPIとの違いを扱います。
実例イメージ
CGIは問い合わせフォームの受け取りや、簡単な掲示板、在庫確認の小さなシステムで使えます。まずは全体像をつかみ、必要な章から読み進めてください。
CGIとは何か
概要
CGI（Common Gateway Interface）は、Webサーバーが外部プログラムを起動して、その出力をWebページとして返す仕組みです。ユーザーごとに異なる内容を生成できるため、検索結果や掲示板、問い合わせフォームなどで広く使われます。処理はサーバー側で行うため、利用者のOSやブラウザに依存しません。
どういう場面で使うか
- 検索キーワードに応じた結果表示
- フォーム送信の処理と確認画面の表示
- ユーザーごとの情報を表示する会員ページ
これらは全て、受け取ったデータを元にプログラムが動き、動的なHTMLを返す典型例です。
特徴をわかりやすく
- プログラムはサーバー上で実行します。ユーザーの環境に影響しません。
- プログラム言語はPerl、Python、Ruby、Cなど何でも使えます。実行ファイルやスクリプトがレスポンスを作ります。
- 単純で導入が容易ですが、同時アクセスが多い場合は効率に注意が必要です。
具体的な流れ（簡単）
- ユーザーがフォームなどでデータを送る
- WebサーバーがCGIプログラムを起動する
- プログラムが処理してHTMLを出力する
- そのHTMLをサーバーが返送する
次章では、内部の仕組みをもう少し詳しく見ていきます。
CGIの仕組み
基本の流れ
ユーザーがブラウザで特定のURLにアクセスすると、ブラウザはWebサーバーへリクエストを送ります。サーバーはそのURLがCGIプログラムに対応するかを判断し、該当すればプログラムを起動します。プログラムの出力を受け取り、サーバーがHTTPレスポンスとしてブラウザへ返します。これで動的なページが表示されます。
リクエスト情報の受け渡し
サーバーはリクエストの情報を環境変数と標準入力（stdin）でCGIプログラムに渡します。たとえば、GETはURLの後ろに付くQUERY_STRINGにデータが入り、POSTは本文が標準入力に流れます。REQUEST_METHODやCONTENT_LENGTHといった環境変数で情報を伝えます。
プログラムの出力ルール
CGIプログラムはまずHTTPヘッダー（例: Content-type: text/html）を標準出力に書き、その後に空行を置いて本文（HTMLなど）を書きます。サーバーはその出力をそのままクライアントへ送ります。
実行モデルと注意点
多くのサーバーはリクエストごとに新しいプロセスを起動します。そのため起動時間や並列処理の負荷が生じます。実行ファイルの実行権限が必要な点も覚えておくと便利です。軽い処理やフォーム送信の例など、小さな動的機能に向いています。
CGIの特徴とメリット
はじめに
CGIはサーバー側でプログラムを動かして、利用者ごとに異なるWebページを作る仕組みです。ここでは分かりやすく、特徴と利点を説明します。
主な特徴
- サーバー側で実行される：ブラウザ側ではなくサーバーが処理します。たとえば、フォーム送信を受けて結果ページを返す場合などに使います。
- 言語を選ばない：Perl、Python、Ruby、Cなど多くの言語で書けます。既にあるスクリプトやツールをそのまま使える利点があります。
- 標準化された入出力：Webサーバーとプログラムは環境変数や標準入出力でやり取りします。取り決めが決まっているため互換性が出ます。
メリット
- 利用者ごとに内容を変えられる：ログイン情報や検索結果など、個別の表示を容易に実現できます。
- クライアントに依存しない：ブラウザの種類やユーザーの環境に左右されず、安定して同じ処理をさせられます。
- 柔軟性が高い：既存のプログラムや外部コマンドと連携しやすく、機能拡張がしやすいです。
- 標準インターフェース：Webサーバーとのやり取りに共通ルールがあるため、入れ替えや保守が比較的簡単です。
補足（簡単な注意）
処理ごとに新しいプロセスを作る実装が多く、負荷対策は別途必要です。用途に応じて他の方式と比較して選んでください。
CGIでできることと活用例
フォーム入力の受信と処理
CGIはWebフォームの送信を受け取り、内容を処理できます。例えばお問い合わせフォームで送信内容を受け取り、内容を整形してメール送信や保存を行います。入力チェックやエラーメッセージ表示も可能です。
掲示板やコメント投稿
掲示板やブログのコメント機能で広く使われます。投稿を受け付けて保存し、一覧表示や編集・削除を行います。スパム対策や投稿検証もプログラム内で実装できます。
検索結果ページの生成
検索クエリを受け取り、条件に合う結果を探して動的にページを作成します。静的なページでは対応しにくい、個別の検索結果表示に向きます。
データベース連携による動的ページ
商品一覧や会員情報など、データベースと連携して最新の情報を表示します。ユーザーごとに表示を変える「マイページ」も作れます。
アクセスカウンター・アンケート集計
ページの訪問数を記録したり、アンケートの集計を行えます。結果を集計してリアルタイムに表示できます。
ファイル送信やメール通知
ファイルのアップロード処理や、条件に応じた自動メール送信を行えます。例えば申込完了メールの自動送信などです。
実際の活用イメージ（短い例）
- 小規模ショップ：注文フォーム→受注データをDB保存→確認メール送信
- ブログ：コメント投稿→投稿保存→表示更新
- 社内ツール：検索フォームで資料を検索し、条件に合う結果を表示
これらは基本的な使い方です。用途に合わせて柔軟に組み合わせることで、さまざまなWebサービスを実現できます。
CGIとWebサーバーの関係
概要
WebサーバーはCGIプログラムを実行する環境を提供します。ユーザーのリクエストを受け取り、該当するCGIを起動して処理結果を返す役割を担います。多くは「/cgi-bin/」のような専用ディレクトリを使います。
Webサーバーの役割
- リクエストの受付とルーティング：特定パスや設定に応じてCGIを選びます。
- プロセスの起動：CGIプログラムを新しいプロセスとして実行します。
- 入出力の仲介：環境変数や標準入力でデータを渡し、標準出力で結果を受け取ります。
配置と起動の実例
通常、CGIは/cgi-bin/やサーバー設定で指定したディレクトリに置きます。ファイルに実行権限を付け、拡張子やスクリプト先頭のシバン（#!/usr/bin/env perl など）で実行環境を特定します。サーバーはそのパスへのアクセスでファイルを起動します。
データの受け渡し（具体例）
- GET：クエリ文字列（QUERY_STRING）を環境変数で渡します。
- POST：Content-Lengthと共に本体を標準入力（stdin）で渡します。
- HTTPヘッダ：多くのサーバーはHTTP_接頭辞で環境変数に設定します（例：HTTP_USER_AGENT）。
実行フロー（簡潔）
- ブラウザがURLを送信
- サーバーがパスを解析しCGIを指定
- サーバーが環境変数と入力を用意してCGIを起動
- CGIが標準出力へHTTPヘッダ＋本文を出力
- サーバーがクライアントへ応答を返す
セキュリティと運用上の注意
- 実行権限や所有者を適切に設定してください。
- 入力の検証と出力のエスケープで脆弱性を防ぎます。
- 高負荷時はプロセス生成コストが問題になるため、代替の実行方式（FastCGIなど）を検討します。
CGI利用時の注意点（エラー・脆弱性）
はじめに
CGIを使う際は、サーバーエラーやセキュリティ脆弱性に注意する必要があります。ここでは代表的なトラブルと実践的な対策をわかりやすく説明します。
よくあるエラー（500 Internal Server Error）
- 発生しやすい原因：ファイル権限の誤り、スクリプトの文法ミス、シバン行（#!/usr/bin/perl など）の誤り、改行コードの問題。
- 対策：エラーログ（Apacheやnginxのエラーログ）をまず確認します。実行権限が必要な場合はファイルを755、設定ファイルは644など適切に設定します。
セキュリティ上の注意点
- 入力値は必ず検証・エスケープします。フォームやクエリ文字列をそのままシステムコマンドやSQLに渡さないでください。
- ファイルアップロードは拡張子と中身をチェックし、保存先を公開ディレクトリと分けます。
- PHPのCGIモードなどに特有の脆弱性が報告されています（例：CVE-2024-4577）。脆弱性情報を確認して、公式パッチやアップデートを適用してください。
運用上のベストプラクティス
- エラーメッセージは本番で詳細表示しない（ログに残す）。
- 最小権限で動作させ、不要な機能は無効化する。WAFやアクセス制限で防御層を作ります。
- 本番前にテスト環境で動作確認を行い、定期的にソフトウェアを更新します。
これらを守ると、500エラーの原因特定が容易になり、脆弱性を低減できます。問題発生時はログ確認と権限設定から着手してください。
CGIとAPIとの違い
簡単な定義
CGIはWebサーバと外部プログラムをつなぎ、要求ごとに動的なHTMLなどを作る仕組みです。たとえば問い合わせフォームの送信を受け取り、結果ページを返す処理などに向きます。一方でAPIはアプリやサービス同士がやり取りするための「約束事（インターフェース）」です。JSONなどでデータを返し、他のシステムがその結果を受け取ります。
主な違い（ポイントごとに）
- 役割：CGIは主に“ページ生成”に使います。APIは“データ交換”や機能の提供が中心です。
- データ形式：CGIはHTML出力が多く、フォームデータや環境変数を使います。APIはJSONやXMLなどで構造化したデータを返します。
- 性能と拡張性：CGIはリクエストごとにプロセスを起動する方式が多く負荷が増えると遅くなりやすいです。APIは常駐プロセスやマイクロサービスで設計しやすく、拡張に向きます。
- セキュリティ：APIは認証トークンやアクセス制御が標準化されています。CGIでも入力検証やアクセス制御は必要ですが、実装次第で脆弱になりやすいです。
どちらを選ぶか
簡単なフォーム処理や小さなサイトならCGIで十分です。複数のアプリやモバイルと連携したい、データを他のサービスと共有したい場合はAPIを選ぶと管理や拡張が楽になります。
具体例
- CGIの例：小規模な掲示板やお問い合わせフォーム。サーバ上でHTMLを生成して返す。
- APIの例：ユーザー情報を返すREST API。別のアプリがJSONを受け取り表示や加工を行う。
用途と規模を見て使い分けると理解しやすいです。
まとめ
要点の振り返り
CGIはWebサーバー上でプログラムを動かし、動的なページや処理を実現する基本技術です。言語を問わず利用でき、学習や小規模な仕組みには手軽に使えます。
メリットと限界
簡単に導入できる点が魅力です。一方で、リクエストごとにプロセスを作るため負荷が増えると応答が遅くなることがあります。高負荷環境ではFastCGIや専用のアプリケーションサーバーを検討すると良いです。
運用で大切なこと
入力の検証やログ記録、ファイル権限の設定を必ず行ってください。コマンド実行や外部入力には特に注意し、脆弱性対策を怠らないでください。エラー時の処理やリソース制限も設定しましょう。
最後に
用途と規模に合わせてCGIを選び、セキュリティと監視を重視して運用してください。適切に使えば、依然として有用な選択肢です。
