为了方便以后复制和粘贴，将几个答案合并到一个类中：

/// <summary>
/// Extension methods to quickly convert byte array to string and back.
/// </summary>
public static class HexConverter
{
    /// <summary>
    /// Map values to hex digits
    /// </summary>
    private static readonly char[] HexDigits =
        {
            '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F'
        };

    /// <summary>
    /// Map 56 characters between ['0', 'F'] to their hex equivalents, and set invalid characters
    /// such that they will overflow byte to fail conversion.
    /// </summary>
    private static readonly ushort[] HexValues =
        {
            0x0000, 0x0001, 0x0002, 0x0003, 0x0004, 0x0005, 0x0006, 0x0007, 0x0008, 0x0009, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100,
            0x000A, 0x000B, 0x000C, 0x000D, 0x000E, 0x000F, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100,
            0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x0100, 0x000A, 0x000B,
            0x000C, 0x000D, 0x000E, 0x000F
        };

    /// <summary>
    /// Empty byte array 
    /// </summary>
    private static readonly byte[] Empty = new byte[0];

    /// <summary>
    /// Convert a byte array to a hexadecimal string.
    /// </summary>
    /// <param name="bytes">
    /// The input byte array.
    /// </param>
    /// <returns>
    /// A string of hexadecimal digits.
    /// </returns>
    public static string ToHexString(this byte[] bytes)
    {
        var c = new char[bytes.Length * 2];
        for (int i = 0, j = 0; i < bytes.Length; i++)
        {
            c[j++] = HexDigits[bytes[i] >> 4];
            c[j++] = HexDigits[bytes[i] & 0x0F];
        }

        return new string(c);
    }

    /// <summary>
    /// Parse a string of hexadecimal digits into a byte array.
    /// </summary>
    /// <param name="hexadecimalString">
    /// The hexadecimal string.
    /// </param>
    /// <returns>
    /// The parsed <see cref="byte[]"/> array.
    /// </returns>
    /// <exception cref="ArgumentException">
    /// The input string either contained invalid characters, or was of an odd length.
    /// </exception>
    public static byte[] ToByteArray(string hexadecimalString)
    {
        if (!TryParse(hexadecimalString, out var value))
        {
            throw new ArgumentException("Invalid hexadecimal string", nameof(hexadecimalString));
        }

        return value;
    }

    /// <summary>
    /// Parse a hexadecimal string to bytes
    /// </summary>
    /// <param name="hexadecimalString">
    /// The hexadecimal string, which must be an even number of characters.
    /// </param>
    /// <param name="value">
    /// The parsed value if successful.
    /// </param>
    /// <returns>
    /// True if successful.
    /// </returns>
    public static bool TryParse(string hexadecimalString, out byte[] value)
    {
        if (hexadecimalString.Length == 0)
        {
            value = Empty;
            return true;
        }

        if (hexadecimalString.Length % 2 != 0)
        {
            value = Empty;
            return false;
        }

        try
        {

            value = new byte[hexadecimalString.Length / 2];
            for (int i = 0, j = 0; j < hexadecimalString.Length; i++)
            {
                value[i] = (byte)((HexValues[hexadecimalString[j++] - '0'] << 4)
                                  | HexValues[hexadecimalString[j++] - '0']);
            }

            return true;
        }
        catch (OverflowException)
        {
            value = Empty;
            return false;
        }
    }
}

扩展方法（免责声明：完全未经测试的代码，BTW…）：

public static class ByteExtensions
{
    public static string ToHexString(this byte[] ba)
    {
        StringBuilder hex = new StringBuilder(ba.Length * 2);

        foreach (byte b in ba)
        {
            hex.AppendFormat("{0:x2}", b);
        }
        return hex.ToString();
    }
}

使用Tomalak的三种解决方案之一（最后一种是字符串上的扩展方法）。

在编写加密代码时，通常避免依赖数据的分支和表查找，以确保运行时不依赖于数据，因为依赖数据的计时可能会导致侧通道攻击。

它也很快。

static string ByteToHexBitFiddle(byte[] bytes)
{
    char[] c = new char[bytes.Length * 2];
    int b;
    for (int i = 0; i < bytes.Length; i++) {
        b = bytes[i] >> 4;
        c[i * 2] = (char)(55 + b + (((b-10)>>31)&-7));
        b = bytes[i] & 0xF;
        c[i * 2 + 1] = (char)(55 + b + (((b-10)>>31)&-7));
    }
    return new string(c);
}

Ph'nglui mglw'naph Cthulhu R'lieh wgah'nagl fhtagn公司

你们这些进入这里的人，放弃一切希望吧

一个奇怪的拨弄解释：

bytes[i]>>4提取字节的高位半字节bytes[i]&0xF提取字节的低位半字节b-10对于值b<10，为<0，将变为十进制数字对于值b>10，为>=0，这将成为从a到F的字母。在有符号32位整数上使用i>>31可以提取符号，这得益于符号扩展。当i<0时为-1，当i>=0时为0。结合2）和3），表明（b-10）>>31将是字母0，数字-1。看看字母的大小写，最后一个被加数变为0，b在10到15的范围内。我们希望将其映射到A（65）到F（70），这意味着添加55（'A'-10）。看看数字的情况，我们希望调整最后一个被加数，使其将b从范围0到9映射到范围0（48）到9（57）。这意味着它需要变为-7（'0'-55）。现在我们可以乘以7。但由于-1由所有位表示为1，因此我们可以改用&-7，因为（0&-7）==0和（-1&-7）==-7。

进一步考虑：

我没有使用第二个循环变量来索引c，因为测量表明从I计算它更便宜。正好使用i<bytes.Length作为循环的上限允许JITter消除对bytes[i]的边界检查，所以我选择了这个变量。将b设为int允许不必要的从和到字节的转换。

就速度而言，这似乎比这里的任何东西都要好：

  public static string ToHexString(byte[] data) {
    byte b;
    int i, j, k;
    int l = data.Length;
    char[] r = new char[l * 2];
    for (i = 0, j = 0; i < l; ++i) {
      b = data[i];
      k = b >> 4;
      r[j++] = (char)(k > 9 ? k + 0x37 : k + 0x30);
      k = b & 15;
      r[j++] = (char)(k > 9 ? k + 0x37 : k + 0x30);
    }
    return new string(r);
  }

另一种方法是使用stackaloc来降低GC内存压力：

static string ByteToHexBitFiddle(byte[] bytes)
{
        var c = stackalloc char[bytes.Length * 2 + 1];
        int b; 
        for (int i = 0; i < bytes.Length; ++i)
        {
            b = bytes[i] >> 4;
            c[i * 2] = (char)(55 + b + (((b - 10) >> 31) & -7));
            b = bytes[i] & 0xF;
            c[i * 2 + 1] = (char)(55 + b + (((b - 10) >> 31) & -7));
        }
        c[bytes.Length * 2 ] = '\0';
        return new string(c);
}

具有扩展支持的基本解决方案

public static class Utils
{
    public static byte[] ToBin(this string hex)
    {
        int NumberChars = hex.Length;
        byte[] bytes = new byte[NumberChars / 2];
        for (int i = 0; i < NumberChars; i += 2)
            bytes[i / 2] = Convert.ToByte(hex.Substring(i, 2), 16);
        return bytes;
    }
    public static string ToHex(this byte[] ba)
    {
        return  BitConverter.ToString(ba).Replace("-", "");
    }
}

并像下面那样使用这个类

    byte[] arr1 = new byte[] { 1, 2, 3 };
    string hex1 = arr1.ToHex();
    byte[] arr2 = hex1.ToBin();