розроблення та впровадження комплексів і засобів криптографічного захисту інформації (КЗІ); упровадження засобів захисту від несанкціонованого доступу (НСД); створення засобів та комплексів технічного захисту інформації (ТЗІ); експертиза й аудит інформаційної безпеки: спеціальні дослідження комплексів технічного захисту інформації; експертиза комплексних систем захисту інформації та аудит інформаційної безпеки. Багато років професор Іван Дмитрович Горбенко досліджує криптографічний захист інформації, криптографічні системи й протоколи, побудову сучасних захищених інформаційно-комунікаційних систем, працює у сфері стандартизації та сертифікації, а також постквантової криптографії. Результати науково-методичних, наукових та практичних досліджень представлено в багатьох працях ученого. За час науково-педагогічної діяльності науковець видав понад 300 публікацій. У його доробку — 18 підручників і монографій, більше ніж 150 статей, 95 патентів на винаходи й 180 доповідей на наукових заходах. Крім того, учений є співавтором 5 монографій, які широко використовують у навчальному процесі в Україні для підготовки за спеціальностями «Кібербезпека» та «Інформаційна безпека». 27 його робіт опубліковано у виданнях Scopus, h-індекс — 7. І.Д. Горбенко очолював розроблення й впровадження до навчального процесу Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна, Національного університету «Львівська політехніка» й Харківського національного університету радіоелектроніки, а також силових та державних структур і банківської сфери науково-навчальних комплексів електронного підпису, захисту ІР та ТСР мереж, а також засобів кібербезпеки (серверів та засобів серій «Гряда», «Канал», «Бар’єр», «Кристал» тощо). Під його керівництвом розроблено та введено в дію національні стандарти криптографічного захисту інформації ДСТУ 7624:2014, ДСТУ 7564:2014 та ДСТУ 8845:2019. Їх вивчають у провідних вітчизняних університетах та використовують силові структури. За тривалий час науково-педагогічної діяльності вчений сформував потужну наукову школу, у межах якої під безпосереднім науковим керівництвом і консультуванням Івана Дмитровича захищено 7 докторських та 34 кандидатські дисертації щодо криптографічних методів, систем, комплексів і засобів криптографічного захисту інформації. Він належить до складу спеціалізованої вченої ради Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна. У 2012 р. за систему захисту державних інформаційних ресурсів у складі авторського колективу Івану Дмитровичу Горбенку присуджено Державну премію України в галузі науки і техніки. За вагомий внесок у розбудову сфери зв’язку та захисту інформації в Україні відзначений пам’ятними знаками «Почесна відзнака Держспецзв’язку» та «Служба шифрованого зв’язку і режиму секретності Збройних сил України» Міністерства оборони України. Професор І.Д. Горбенко є полковником у відставці. Більшу частину багаторічної військової служби присвятив науково-педагогічній діяльності у ВНЗ із підготовки військових фахівців із захисту інформації.