이흥규 교수의 연구 분야는 디지털 워터마킹과 영상/동영상 위변조 탐지이다.

2005년부터 디지털 워터마킹과 멀티미디어 포렌식에 관련된 대형 연구과제를 다수 수행하였다. 워터마킹, 스테그분석 및 영상 위변조 탐지 분야에서 200 여편 이상의 국제 논문을 게재하였다. 2005년에는 산업자원부에 의해서 이공계 전분야에서 선정한 40개 최우수 연구실(Lab. Of Excellence)중 하나로 KAIST에서 유일하게 지정되었으며, 2007년과 2012년에는 한국연구재단에 의해 국가지정연구실(National Research Lab) 및 국가선도연구실(National Leading Reserach Lab)로 지정되었다. 2014년에는 삼성미래기술육성사업에 선정되었다. 2018년 현재는 딥러닝 기반의 영상 위변조 탐지와 워터마킹 연구를 다수의 연구 기관들과 공동으로 수행하고 있다.