本发明公开了一种具有多重防伪模式的物理不可克隆性结构色防伪标签。由具有无序光学结构的图案化面层、遇水变透明白色中间层和黑色背景底层构成。无序光学结构面层对光的非相干散射引起的白色与白色中间层相匹配，无序光学结构面层被隐藏；防伪标签遇水中，白色中间层变透明，黑色底层对光的均匀吸收，提高了结构色面层的色彩饱和度，结构色面层图案显现。这便实现了肉眼可视的第一重隐形防伪模式。结构色面层遇水后，其反射光谱发生红移，从而实现第二重光谱防伪模式。无序光学结构中单分散微球的随机排列具有物理不可克隆的属性，可以借助人工智能对其进行识别，实现第三重物理不可克隆防伪模式。